一种1.8V 10位100Ms/s流水线模数转换器设计

针对自举开关中的寄生效应和导通电阻的非线性问题提出了一种新的低压低电阻的自举开关.同时利用增益增强技术设计高直流增益和高单位增益带宽的运放,从而保证采样保持电路和子级电路的性能.基于以上技术,设计了一个10位100Ms/s流水线模数转换器,该模数转换器用0.18μm CMOS工艺流片验证.经测试,该模数转换器可以在采样率为100MHz,输入频率分别为在6.26和48.96MHz的情况下分别获得54.2和49.8dB的信噪比.     

一种10位50MHz流水线模数转换器的设计

采用每级1.5 bit和每级2.5 bit相结合的方法设计了一种10位50 MHz流水线模数转换器。通过采用自举开关和增益自举技术的折叠式共源共栅运算放大器,保证了采样保持电路和级电路的性能。该电路采用华润上华(CSMC)0.5μm 5 V CMOS工艺进行版图设计和流片验证,芯片面积为5.5 mm2。测试结果表明:该模数转换器在采样频率为50 MHz,输入信号频率为30 kHz时,信号加谐波失真比(SNDR)为56.5 dB,无杂散动态范围(SFDR)为73.9 dB。输入频率为20 MHz时,信号加谐波失真比为52.1 dB,无杂散动态范围为65.7 dB。     

10bit 20MS/s流水线模数转换器设计

设计了一个20MHz采样率,10bit精度流水线模数转换器。采用新颖的栅压自举开关,使电路在输入信号频率很高时仍具有良好的动态性能;用MATLAB仿真增益增强型运算放大器在不同反馈因子下闭环零、极点特性,提出了使大信号建立时间最短的主运放、辅助运放单位增益带宽和相位裕度范围。采用SMIC0.35μm2P4M工艺流片验证,20MHz采样率,2.1MHz输入信号下,SFDR=73dBc,ENOB=9.18bit。     

10 bit 80 Msample/s流水线ADC的电路级设计

实现了0.18μmCMOS模拟工艺、1.8V电源电压下10位分辨率、80MHz采样率的流水线ADC的电路级设计,采用栅压自举的采样开关和增益提升运放保证ADC的精度;采用复位结构的SHC和MDAC消除运放失调电压的影响;采用动态比较器并优化每级电容以降低功耗.当输入信号幅度为1Vpp时,ADC在整个量化范围内无失码,当输入信号频率为39MHz时,可获得71.6dB的无失真动态范围和60.56dB的信噪失真比.     

用于10位100 MS/s流水线A/D转换器的采样保持电路

设计了一个用于10位100 MHz采样频率的流水线A/D转换器的采样保持电路。选取了电容翻转结构;设计了全差分套筒式增益自举放大器,可以在不到5 ns内稳定在最终值的0.01%内;改进了栅压自举开关,减少了与输入信号相关的非线性失真,提高了线性度。采用TSMC 0.25μm CMOS工艺,2.5 V电源电压,对电路进行了仿真和性能验证,并给出仿真结果。所设计的采样保持电路满足100 MHz采样频率10位A/D转换器的性能要求。     

一个高性能低功耗10位30MS/s流水线A/D转换器

介绍了一个10位30M采样率流水线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. 在采样保持电路中使用一种新颖的自举（bootstrap）开关，减小了失真，使得电路在输入信号频率很高时仍具有很好的动态性能. 还提出了一种新的偏置电路结构，为增益提高运放提供了一个稳定且精确的偏置，使得增益提高运放具有较大的电压摆幅. 在30MHz采样时钟，29MHz输入信号下测试，可以得到9.16bit有效位的输出，在输入信号为70MHz时，仍然有8.75bit有效位. 电路积分非线性的最大值为0.     

一种数字CMOS工艺制造的10位100MS/s流水线ADC

介绍了采用0.18μm数字工艺制造、工作在3.3V下、10位100MS/s转换速率的流水线模数转换器。提出了一种适用于1.5位MDAC的新的金属电容结构,并且使用了高带宽低功耗运算放大器、对称自举开关和体切换的PMOS开关来提高电路性能。芯片已经通过流片验证,版图面积为1.35mm×0.99mm,功耗为175mW。14.7MS/s转换速率下测得的DNL和INL分别为0.2LSB和0.45LSB,100MS/s转换速率下测得的DNL和INL分别为1LSB和2.7LSB,SINAD为49.4dB,SFDR为66.8dB。     

一种12位80 MS/s CMOS流水线ADC设计

介绍了一种12 bit 80 MS/s流水线ADC的设计,用于基带信号处理,其中第一级采用了2.5 bit级电路,采样保持级采用了自举开关提高线性,后级电路采用了缩减技术,节省了芯片面积.采用了折叠增益自举运放,优化了运放的建立速度,节省了功耗.芯片采用HJTC0.18μm标准CMOS工艺,1.8 V电压供电,版图面积2.3 mm × 1.4 mm.版图后仿真表明,ADC在8 MHz正弦信号1 V峰值输入下,可以达到11.10 bit有效精度,SFDR达到80.16 dB,整个芯片的功耗为155 mW.     

一种14位125MHz采样/保持电路的设计

设计了一种高性能采样/保持(S/H)电路,采用全差分电容翻转型的主体结构,有效减小了噪声和功耗.在电路设计中,采用栅压自举开关,极大地减小了非线性失真,同时,有效地抑制了输入信号的直流偏移.采样/保持放大器电路采用折叠共源共栅结构,由于深亚微米工艺中器件本征增益减小,S/H电路为达到更高增益,采用增益提升技术.设计的采样/保持电路采用0.18μm1P5M工艺实现,在1.8V电源电压、125 MHz采样速率下,输出差动摆幅达到2 V(VP-P),输入信号到奈奎斯特频率时仍能达到98 dB以上的无杂散动态范围(SFDR),其性能满足14位精度、125MHz转换速率的流水线ADC要求.     

一种10位200 MHz流水线模数转换器的设计

提出了一种10位200 MHz高速流水线型模数转换器。该转换器共有9级,其中1到8级采用1.5位每级结构,最后一级采用2位闪速型模数转换器结构。设计中使用带增益自举的套筒式共源共栅运放,可同时获得高增益和大带宽,并通过运放共享技术提高工作速度。采用改进的数字校正算法,将运算分配到数字码的延迟步骤中,减少运算时间。仿真结果显示,在192 MHz的采样速度下,模数转换器的有效位为8.9,SNR为58.3 dB,SFDR为62.8 dB,其他动态和静态特性也达到了较好的指标。     

一个高线性13位流水线CMOS A/D转换器

介绍了一个采用多种电路设计技术来实现高线性13位流水线A/D转换器.这些设计技术包括采用无源电容误差平均来校准电容失配误差、增益增强(gain-boosting)运放来降低有限增益误差和增益非线性,自举(bootstrapping)开关来减小开关导通电阻的非线性以及抗干扰设计来减弱来自数字供电的噪声.电路采用0.18μm CMOS工艺实现,包括焊盘在内的面积为3.2mm2.在2.5MHz采样时钟和2.4MHz输入信号下测试,得到的微分非线性为-0.18/0.15LSB,积分非线性为-0.35/0.5LSB,信号与噪声加失真比(SNDR)为75.7dB,无杂散动态范围(SFDR)为90.5dBc;在5MHz采样时钟和2.4MHz输入信号下测试,得到的SNDR和SFDR分别为73.7dB和83.9dBc.所有测试均在2.7V电源下进行,对应于采样率为2.5MS/s和5Ms/s的功耗(包括焊盘驱动电路)分别为21mW和34mW.     

一个高线性13位流水线CMOS A/D转换器

介绍了一个采用多种电路设计技术来实现高线性13位流水线A/D转换器.这些设计技术包括采用无源电容误差平均来校准电容失配误差、增益增强(gain-boosting)运放来降低有限增益误差和增益非线性,自举(bootstrapping)开关来减小开关导通电阻的非线性以及抗干扰设计来减弱来自数字供电的噪声.电路采用0.18μm CMOS工艺实现,包括焊盘在内的面积为3.2mm2.在2.5MHz采样时钟和2.4MHz输入信号下测试,得到的微分非线性为-0.18/0.15LSB,积分非线性为-0.35/0.5LSB,信号与噪声加失真比(SNDR)为75.7dB,无杂散动态范围(SFDR)为90.5dBc;在5MHz采样时钟和2.4MHz输入信号下测试,得到的SNDR和SFDR分别为73.7dB和83.9dBc.所有测试均在2.7V电源下进行,对应于采样率为2.5MS/s和5Ms/s的功耗(包括焊盘驱动电路)分别为21mW和34mW.     

一个59mW 10位40MHz流水线A/D转换器

设计了一个工作在3.0V的10位40MHz流水线A/D转换器,采用了时分复用运算放大器,低功耗的增益自举telescopic运放,低功耗动态比较器,器件尺寸逐级减小优化功耗.在40MHz的采样时钟,0.5MHz的输入信号的情况下测试,可获得8.1位有效精度,最大积分非线性为2.2LSB,最大微分非线性为0.85LSB,电路用0.25μm CMOS工艺实现,面积为1.24mm2,功耗仅为59mW,其中同时包括为A/D转换器提供基准电压和电流的一个带隙基准源和缓冲电路.     

一个59mW 10位40MHz流水线A/D转换器

设计了一个工作在3.0V的10位40MHz流水线A/D转换器,采用了时分复用运算放大器,低功耗的增益自举telescopic运放,低功耗动态比较器,器件尺寸逐级减小优化功耗.在40MHz的采样时钟,0.5MHz的输入信号的情况下测试,可获得8.1位有效精度,最大积分非线性为2.2LSB,最大微分非线性为0.85LSB,电路用0.25μm CMOS工艺实现,面积为1.24mm2,功耗仅为59mW,其中同时包括为A/D转换器提供基准电压和电流的一个带隙基准源和缓冲电路.     

12位100MS/s ADC中采样/保持电路的分析与设计

设计了一种高性能的采样保持(S/H)电路,在1.8V的电源电压下,其性能满足12位精度、100MS/s转换速率的ADC的要求。设计中采用了一种新型的自举采样开关,提高了S/H电路的可靠性和线性度;对于高增益大带宽的运算跨导放大器OTA的带宽设计,在分析了主运放和辅助运放在带宽和相位裕度等方面的关系的基础上,提出了新的设计方法。仿真结果表明:S/H电路的差动输出摆幅达到了2V;对于输入为49MHz的正弦波,测得其信号噪声失真比达到了82dB,满足12位ADC的要求;整个电路的功耗约为20mW。     

采用改进型1.5位/级结构的10位100MHz流水线模数转换器

介绍了一个采用改进型1.5位/级结构的10位100MHz流水线结构模数转换器. 测试结果表明,模数转换器的信噪失真比最高可以达到57dB,在100MHz输入时钟下,输入信号为57MHz的奈奎斯特频率时,信噪失真比仍然可以达到51dB. 模数转换器的差分非线性和积分非线性分别为0.3LSB和1.0LSB. 电路采用0.18μm 混合信号CMOS工艺实现,芯片面积为0.76mm2.