用于12位250 MS/s电荷域ADC的2.5位子级电路

提出了一种用于12位250 MS/s电荷域流水线模数转换器(ADC)的2.5位子级电路。采用增强型电荷传输电路,实现电荷传输和余量电荷计算,省去了传统流水线ADC中的高性能运放,大幅降低了ADC的功耗。该2.5位子级电路被应用于一种12位250 MS/s电荷域流水线ADC中,并采用0.18 μm CMOS工艺实现。测试结果表明,在250 MS/s采样率、20.1 MHz输入频率下,该ADC的SNR为65.3 dBFS。     

用于14位210 MS/s电荷域ADC的采样保持前端电路

该文提出一种用于电荷域流水线模数转换器(ADC)的高精度输入共模电平不敏感采样保持前端电路。该采样保持电路可对电荷域流水线ADC中由输入共模电平误差引起的共模电荷误差进行补偿。所提出的高精度输入共模电平不敏感采样保持电路被运用于一款14位210 MS/s电荷域ADC中,并在1P6M 0.18 μm CMOS工艺下实现。测试结果显示,该14位ADC电路在210 MS/s条件下对于30.1 MHz单音正弦输入信号得到的无杂散动态范围为85.4 dBc,信噪比为71.5 dBFS,而ADC内核功耗仅为205 mW,面积为3.2 mm2。     

用于电荷域ADC的大摆幅电荷传输电路设计

提出了一种用于高速电荷域流水线模数转换器（Analog-to-Digital Converter,ADC）中的高精度大摆幅电荷传输电路,采用栅压自举技术,克服了现有电荷传输电路中信号摆幅受限的问题。基于该技术,采用0.18μm CMOS工艺,设计并实现了一款14位200 MS/s电荷域流水线ADC。在189.9 MHz信号输入和全采样率条件下,信噪比为61.7 d BFS,无杂散动态范围为72.6 d Bc;在1.8 V供电下,ADC整体功耗仅为102 m W。     

一种10位250 MS/s电荷域流水线ADC

提出了一种高速、低功耗、小面积的10位 250 MS/s 模数转换器(ADC)。该ADC采用电荷域流水线结构,消除了高增益带宽积的跨导运算放大器,降低了ADC功耗。采用流水线逐级电荷缩减技术,降低了后级电路的电荷范围,减小了芯片面积。测试结果表明,在250 MS/s采样速率、9.9 MHz输入正弦信号的条件下,该ADC的无杂散动态范围(SFDR)为64.4 dB,信噪失真比(SNDR)为57.7 dB,功耗为45 mW。     

用于高速电荷域ADC的电荷比较器设计

设计了一种用于电荷域流水线ADC的高速电荷比较器电路,该比较器包括电荷采样电路、共模不敏感开关电容网络和锁存放大器。仿真结果表明,在0.18μm CMOS工艺条件下,该比较器在250 MHz时钟下性能良好,采用该比较器的12位250 MS/s电荷域ADC内的2.5位子级电路功能正确。     

一种14位100 MS/s的流水线模数转换器

设计了一种14位100 MS/s的流水线模数转换器(ADC)。采样保持电路与第1级2.5位乘法数模转换器(MDAC1)共享运放,降低了功耗。提出了一种改进的跨导可变双输入开关运放,以满足采样保持和MDAC1对运放的不同要求,并消除记忆效应和级间串扰。ADC后级采用5级1.5位运放共享结构。基于0.18 μm CMOS工艺,ADC核心面积为1.4 mm²。后仿真结果表明,在1.8 V电源电压下,当采样速率为100 MS/s、输入信号频率为46 MHz时,ADC的信噪比(SNR)为82.6 dB,信噪失真比(SNDR)为78.7 dB,无杂散动态范围(SFDR)为84.1 dB,总谐波失真(THD)为-81.0 dB,有效位数(ENOB)达12.78位。ADC整体功耗为116 mW。     

用于12bit250MS/s流水线ADC的运算放大器设计

设计了一种应用于12 bit 250 MS/s采样频率的流水线模数转换器(ADC)的运算放大器电路.该电路采用全差分两级结构以达到足够的增益和信号摆幅;采用一种改进的频率米勒补偿方法实现次极点的“外推”,减小了第二级支路所需的电流,并达到了更大的单位增益带宽.该电路运用于一种12 bit 250 MS/s流水线ADC的各级余量增益放大器(MDAC),并采用0.18 μm 1P5M 1.8 V CMOS工艺实现.测试结果表明,该ADC电路在全速采样条件下对于20 MHz的输入信号得到的信噪比(SNR)为69.92 dB,无杂散动态范围(SFDR)为81.17 dB,整个ADC电路的功耗为320 mW.     

一种10位高速Pipeline-SAR混合型ADC设计

基于180 nm CMOS工艺,设计了一种无残差放大的10位100 MS/s流水线与逐次逼近混合型ADC。采用两级流水线-逐次逼近混合型结构,第一级完成4位粗量化转换,第二级完成6位细量化转换。为了降低整体电路功耗,采用单调式电容控制切换方式,两级之间残差电压采用采样开关电荷共享方式实现。采用异步时序控制逻辑,进一步提升了能量利用率和转换速度。后仿真结果表明,在100 MS/s奈奎斯特采样率下,有效位数为9.39 bit,信噪失真比为58.34 dB,1.8 V电源电压下整体功耗为5.9 mW。     

14位50MS/s100mW0.18μm CMOS流水线ADC

实现了一种14位40MS/s CMOS流水线A/D转换器(ADC)。在1.8V电源电压下,该ADC功耗仅为100mW。基于无采样/保持放大器前端电路和双转换MDAC技术,实现了低功耗设计,其中,无采样/保持放大器前端电路能降低约50%的功耗,双转换MDAC能降低约10%的功耗。该ADC采用0.18μm CMOS工艺制作,芯片尺寸为2.5mm×1.1mm。在40MS/s采样速率、10MHz模拟输入信号下进行测试,电源电压为1.8V,DNL在±0.8LSB以内,INL在±3.5LSB以内,SNR为73.5dB,SINAD为73.3dB,SFDR为89.5dBc,ENOB为11.9位,THD为-90.9dBc。该ADC能够有效降低SOC系统、无线通信系统及数字化雷达的功耗。     

无采样保持运放的12位流水线A/D转换器

设计了一个12位200MS/s中频采样的流水线ADC,将输入信号采样保持功能集成在第一级级电路中,从而省去了采样保持运算放大器电路(SHA-less)。设计了带有占空比稳定功能的时钟延迟锁相环电路(DLL),同时有效控制采样时钟的抖动保证高频输入信号的转换性能。     

基于功耗优化的流水线ADC研制

提出了一种使流水线模数转换器功耗最优的系统划分方法。采用Matlab进行模拟,以信噪比(SNR)为约束,得出一定精度条件下,流水线ADC各子级分辨率和各级采样电容缩减因子的不同选取组合;又以功耗为约束,从以上多种组合中找到满足最低功耗的流水线ADC结构划分方法。基于以上分析,在SMIC 0.35μm工艺条件下,设计了一个10 bit、采样率20 MS/s的流水线ADC,并流片验证。2.1 MHz输入频率下测试,SFDR=73 dB、ENOB=9.18 bit,模拟部分核心功耗102.3 mW。     

一种10bit双通道流水线SAR ADC设计

为了提高模数转换器的采样频率并降低其功耗,提出一种10 bit双通道流水线逐次逼近型（SAR）模数转换器（ADC）。提出的ADC包括两个高速通道,每个通道都采用流水线SAR结构以便低功率和减小面积。考虑到芯片面积、运行速度以及电路复杂性,提出的处于第二阶段的SAR ADC由1 bit FLASH ADC和6 bit SAR ADC组成。提出的ADC由45 nm CMOS工艺制作而成,面积为0.16 mm2。ADC的微分非线性和积分非线性分别小于0.36 最低有效位（LSB）和0.67 LSB。当电源为1.1 V时,ADC的最大运行频率为260 MS/s。运行频率为230 MS/s和260 MS/s的ADC的功率消耗分别为13.9 mW和17.8 mW。     

一个低电压低功耗10位30MS/s流水线A/D转换器

实现了一个10位精度,30MS/s,1.2V电源电压流水线A/D转换器,通过采用运放共享技术和动态比较器,大大降低了电路的功耗。为了在低电源电压下获得较大的摆幅,设计了一个采用新颖频率补偿方法的两级运放,并深入分析了该运放的频率特性。同时还采用了一个新的偏置电路给运放提供稳定且精确的偏置。在30MHz采样时钟,0.5MHz输入信号下测试,可以得到8.1bit有效位的输出,当输入频率上升到60MHz(四倍奈奎斯特频率)时,仍然有7.9bit有效位。电路积分非线性的最大值为1.98LSB,微分非线性的最大值为0.7LSB。电路采用0.13μmCMOS工艺流片验证,芯片面积为1.12mm2,功耗仅为14.4mW。     

0.13 μm CMOS 60 dB SFDR的8 bit 250 MS/s模数转换器

论述了一种高速度低功耗的8位250 MHz采样速度的流水线型模数转换器(ADC).在高速度采样下为了实现大的有效输入带宽,该模数转换器的前端采用了一个采样保持放大器(THA).为了实现低功耗,每一级的运放功耗在设计过程中具体优化,并在流水线上逐级递减.在250 MHz采样速度下,测试结果表明,在1.2 V供电电压下,所有模块总功耗为60 mw.在19 MHz的输入频率下,SFDR达到60.1 dB,SNDR为46.6 dB,有效比特数7.45.有效输入带宽大于70 MHz.该ADC采用TSMC 0.13μm CMOS 1P6M工艺实现,芯片面积为800 μm×700μm.     

12bit10MS/s流水线结构模数转换器

介绍了12 bit,10 MS/s流水线结构的模数转换器IP核设计。为了实现低功耗,在采样电容和运放逐级缩减的基础上,电路设计中还采用了没有传统前端采样保持放大器的第一级流水线结构,并且采用了运放共享技术。瞬态噪声的仿真结果表明,在10 MHz采样率和295 kHz输入信号频率下,由该方法设计的ADC可以达到92.56 dB的无杂散动态范围,72.97 dB的信号噪声失调比,相当于11.83个有效位数,并且在5 V供电电压下的功耗仅为44.5 mW。     

A pseudo-differential MDAC with a gain-boosting inverter for pipelined ADCs

In this paper, a power-efficient pseudo-differential (PD) multiplying digital-to-analog converter (MDAC) is presented for pipelined analog-to-digital converters (ADCs). The proposed MDAC eliminates the explicit common-mode feedback circuit which is required in fully-differential configurations without any power penalty. Furthermore, a new class-AB gain-boosting inverter is proposed to be used in PD MDAC structures for further power saving. This inverter provides dynamic load current with no significant static power consumption and achieves high DC gain using a new gain-boosting technique. To demonstrate the effectiveness of the proposed circuits, they are utilized in the realization of a 1.5-bit/stage 10 bit 100 MS/s pipelined ADC.     

A 12 bit 100 MS/s pipelined analog to digital converter without calibration

A 1.8 V 12 bit 100 MS/s pipelined analog to digital converter(ADC) in a 0.18μm complementary metal-oxide semiconductor process is presented.The first stage adopts a 3.5 bit structure to relax the capacitor matching requirements.A bootstrapped switch and a scaling down technique are used to improve the ADC's linearity and save power dissipation,respectively.With a 15.5 MHz input signal,the ADC achieves 79.8 dB spurious-free dynamic range and 10.5 bit effective number of bits at 100 MS/s.The power consumpt...     

An 8/10 bit 200/100MS/s configurable asynchronous SAR ADC

This paper presents an asynchronous 8/10 bit configurable successive approximation register analog-to-digital converter (ADC). The proposed ADC has two resolution modes and can work at a maximal sampling rate of 200 and 100MS/s for 8 bit mode and 10 bit mode respectively. The ADC uses a custom-designed 1 fF unit capacitor to reduce the power consumption and settling time of capacitive DAC, a dynamic comparator with tail current to minimize kickback noise and improve linearity. Moreover, asynchronous control technique is utilized to implement the ADC in a flexible and energy-efficient way. The proposed ADC is designed in 90 nm CMOS technology. At 100MS/s and 1.0 V supply, the ADC consumes 1.06 mW and offers an ENOB of 9.56 bit for 10 bit mode. When the ADC operates at 8 bit mode, the sampling rate is 200MS/s with 1.56 mW power consumption from 1.0 supply. The resulted ENOB is 7.84 bit. The FOMs for 10 bit mode at 100MS/s and 8 bit mode at 200MS/s are 14 and 34 fJ/conversion-step respectively.