低功耗12b 40M流水线模数转换器

本文介绍了一个12b 40M流水线模数转换器（ADC）,在0.18um CMOS工艺下流片,工作电压3.3V,功耗76mW。为了实现功耗优化,流水线各级采用了多比特结构和套筒式运算放大器。模数转换器的前两级采用3比特/级结构,以提高转换器线性度。该模数转换器不需要校正,经测试DNL小于0.51-LSB,INL小于1LSB。当模数转换器工作在40MHz采样率时,在奈奎斯特频率以内,SNDR指标大于67dB;在49MHz以内的输入信号频带内,SFDR指标在80dB左右,变化幅度不超过1-dB。     

采用双采样结构和Class-AB OTA的低功耗14bit，51.2KS/s扩展计数型ADC设计

本文设计并实现了一种14bit,51.2KS/S扩展计数型模数变换器(ADC)。该ADC采用两种技术来降低电路的功耗。首先,提出了一种基于全浮空双线性(fully-floating bilinear)积分器的双采样结构,并利用这种结构降低时钟频率。其次,采用了AB类运算跨导放大器(OTA)来提高电路的功耗效率。另外,该ADC还采用了斩波技术消除1/f噪声的影响。该ADC结构采用0.18μm CMOS工艺进行了实现,单个ADC的面积仅为0.04mm2。其转换速率为51.2KS/s,测试所得无杂散动态范围(SFDR)为94dB,有效位数(ENOB)为11.6位,电源电压为1.8V,功耗为77μW。该ADC的优值仅为0.48pJ/step。     

一个SFDR性能超过80dB的12-bit 40MS/s流水线模数转换器

摘要：本文介绍了一个以高无杂散动态范围(SFDR)和低功耗为优化目标,不需要校正的12-bit,40MS/s流水线模数转换器(ADC)。以4.9MHz正弦输入信号测试表明,本ADC微分非线性(DNL)的最大值为0.78LSB,积分非线性(INL)的最大值为1.32LSB,信噪失真比(SNDR)为66.32dB,SFDR为83.38dB。电路采用 0.18-um 1P6M CMOS工艺实现,整体芯片面积3.1mm×2.1mm,电源电压1.8V,功耗102mW。     

A 12-bit 40 MS/s pipelined ADC with over 80 dB SFDR

This paper describes a 12-bit 40 MS/s calibration-free pipelined analog-to-digital converter (ADC), which is optimized for high spurious flee dynamic range (SFDR) performance and low power dissipation. With a 4.9 MHz sine wave input, the prototype ADC implemented in a 0.18-μm 1P6M CMOS process shows measured differential nonlinearity and integral nonlinearity within 0.78 and 1.32 least significant bits at the 12-bit level without any trimming or calibration. The ADC, with a total die area of 3. 1 × 2.1 mm~2, demonstrates a maximum signal-to-noise distortion ratio (SNDR) and SFDR of 66.32 and 83.38 dB, respectively, at a 4.9 MHz analog input and a power consumption of 102 mW from a 1.8 V supply.     

一个低功耗的带片上参考电压缓冲器的12位30兆采样率的CMOS流水线模数转换器

介绍了一个在0.13µm 1P8M CMOS工艺下实现的12位30兆采样率流水线模数转换器。提出了一种消除前端采样保持电路的低功耗设计方法。除了第一级之外,带双输入的两级cascode补偿的运算放大器在相邻级间共享以进一步地减小功耗。该模数转换器在5MHz的模拟输入和30.7MHz的采样速率下达到了65.3dB的SNR,75.8dB的SFDR和64.6dB的SNDR。该芯片在1.2V电源电压下消耗33.6mW。FOM达到了0.79pJ/conv step。     

采用前端RC匹配技术的12位40兆赫兹无采样保持的流水线模数转换器

12位40兆赫兹流水线模数转换器采用了前端RC时间常数匹配技术和一组相应的不同占空比时钟时序方法。在不需要繁琐的后端版图仿真验证的情况下,可以很好的提高无采样保持结构流水线模数转换器的线性度。本设计采用0.13微米中芯国际工艺流片实现。通过取消采样保持器技术,运放共享技术和低功耗运放设计来确保低功耗和小面积的设计要求。在40兆赫兹采样时钟和10.2兆赫兹正弦输入信号下,此模数转换器可以达到78.2dB 的无杂散动态范围（SFDR）,60.5dB 的信噪失真比（SNDR）和 -75.5dB 的总谐波失真,在1.2伏的电源电压下,功耗仅为15.6毫瓦。     

A low power 12-bit 30 MSPS CMOS pipeline ADC with on-chip voltage reference buffer

A 12-bit 30 MSPS pipeline analog-to-digital converter(ADC) implemented in 0.13-μm 1P8M CMOS technology is presented.Low power design with the front-end sample-and-hold amplifier removed is proposed.Except for the first stage,two-stage cascode-compensated operational amplifiers with dual inputs are shared between successive stages to further reduce power consumption.The ADC presents 65.3 dB SNR,75.8 dB SFDR and 64.6 dB SNDR at 5 MHz analog input with 30.7 MHz sampling rate.The chip dissipates 33.6 mW from 1.2 V power supply.FOM is 0.79 pJ/conv step.     

A 12-bit 40-MS/s SHA-less pipelined ADC using a front-end RC matching technique

A 12-Bit 40-MS/s pipelined analog-to-digital converter(ADC) incorporates a front-end RC constant matching technique and a set of front-end timing with different duty cycle that are beneficial for enhancing linearity in SHA-less architecture without tedious verification in back-end layout simulation.Employing SHA-less,opampsharing and low-power opamps for low dissipation and low cost,designed in 0.13-μm CMOS technology,the prototype digitizes a 10.2-MHz input with 78.2-dB of spurious free dynamic range,60.5-dB of signal-to-noise-and -distortion ratio,and -75.5-dB of total harmonic distortion(the first 5 harmonics included) while consuming 15.6-mW from a 1.2-V supply.     

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.     

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.     

用于DTMB接收机的10bit,40MS/s,72dB SFDR流水线模数转换器

介绍了一个应用于数字电视地面多媒体广播(DTMB)接收机的10-bit,40-MS/s流水线模数转换器(ADC),通过优化各级电容大小和运算放大器电流大小,在保证电路性能的同时降低了功耗.测试结果为:在40MHz采样率,4.9MHz输入信号下,可以获得9.14bit的有效位数(ENOB),72.3dB无杂散动态范围(SFDR).电路微分非线性(DNL)的最大值为0.38LSB,积分非线性(INL)的最大值为0.51LSB.电路采用0.18μm 1P6M CMOS工艺实现,电源电压为3.3V,核心面积为1mm2,功耗为78mW.     

用于DTMB接收机的10bit,40MS/s,72dB SFDR流水线模数转换器

介绍了一个应用于数字电视地面多媒体广播(DTMB)接收机的10-bit,40-MS/s流水线模数转换器(ADC),通过优化各级电容大小和运算放大器电流大小,在保证电路性能的同时降低了功耗.测试结果为:在40MHz采样率,4.9MHz输入信号下,可以获得9.14bit的有效位数(ENOB),72.3dB无杂散动态范围(SFDR).电路微分非线性(DNL)的最大值为0.38LSB,积分非线性(INL)的最大值为0.51LSB.电路采用0.18μm 1P6M CMOS工艺实现,电源电压为3.3V,核心面积为1mm2,功耗为78mW.     

一个用于12位40-MS/s低功耗流水线ADC的MDAC电路设计

文中设计了一个用于12位40MHz采样率低功耗流水线ADC的MDAC电路.通过对运放的分时复用,使得一个电路模块实现了两级MDAC功能,达到降低整个ADC功耗的目的.通过对MDAC结构的改进,使得该模块可以达到12bit精度的要求.通过优化辅助运放的带宽,使得高增益运放能够快速稳定.本设计在TSMC0.35μmmixsignal3.3V工艺下实现,在40MHz采样频率下,以奈奎斯特采样频率满幅(Vpp=2V)信号输入,其SINAD为73dB,ENOB为11.90bit,SFDR为89dB.整个电路消耗的动态功耗为9mW.     

一种不带校正SFDR为85.2dB的14位100兆流水线模数转换器

This paper describes a 14-bit 100-MS/s calibration-free pipelined analog-to-digital converter （ADC）. Choices for stage resolution as well as circuit topology are carefully considered to obtain high linearity without any calibration algorithm. An adjusted timing diagram with an additional clock phase is proposed to give residue voltage more settling time and minimize its distortion. The ADC employs an LVDS clock input buffer with low-jitter consideration to ensure good performance at high sampling rate. Implemented in a 0.18-μm CMOS technology, the ADC prototype achieves a spurious free dynamic range （SFDR） of 85.2 dB and signal-to-noise-and-distortion ratio （SNDR） of 63.4 dB with a 19.1-MHz input signal, while consuming 412-mW power at 2.0-V supply and occupying an area of 2.9 × 3.7 mm^2.     

一种低功耗11位100MS/s采样率SAR ADC IP

本文介绍了一种双通道11位100MS/s采样率的混合结构SAR ADC IP。每个通道均采用flash-SAR结构以达到高速低功耗的目的。为了进一步降低功耗,flash和SAR中的比较器均采用全动态比较器。SAR中逐次逼近逻辑所需要的高速异步触发时钟采用门控环形振荡器产生。为了提高电容的匹配性,在版图设计中,采用底板包围顶板的MOM电容结构,有效减小电容寄生。本设计制造工艺为SMIC55nm的低漏电CMOS工艺,双通道的总面积为0.35mm2且核心面积仅为0.046 mm2。双通道模数转换器在1.2V供电电压下消耗的总电流为2.92mA。在2.4MHz输入和50MHz输入下的有效转换位数（ENOB）分别为9.9位和9.34位。计算得出本设计的FOM值为18.3fJ/conversion-step。     

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.     

一种低延迟折叠插值12位1.5 GS/s ADC

基于4级级联折叠插值架构,提出了一种12位ADC。电路采用0.18μm SiGe BiCMOS工艺设计。单核达到1.5 GS/s的转换速度,接口输出为2-lane LVDS,延迟时间小于7 ns。前端采样保持电路和折叠插值量化器采用纯双极设计,在不修调的情况下可达到12位量化精度。最后,给出版图设计要点和测试结果。     

一个71mW 8位125MHz A/D转换器

介绍了工作在1.8V的8位12 5 MHz流水线A/ D转换器.采用了低功耗的增益自举单级折叠级联运放,器件尺寸逐级减小进一步优化功耗.为消除不匹配造成的相位遗漏与重叠,每级均有独立的双相不交叠时钟发生电路,并由一全局的时钟树驱动.输入频率为6 2 MHz的信号,以12 5 MHz时钟采样,可获得4 9.5 d B(7.9位有效精度)的信号与噪声及谐波失真比(SNDR) ,功耗仅为71m W.电路用0 .18μm CMOS工艺实现,面积为0 .4 5 m m2 .     

一个71mW 8位125MHz A/D转换器

介绍了工作在1.8V的8位125MHz流水线A/D转换器.采用了低功耗的增益自举单级折叠级联运放,器件尺寸逐级减小进一步优化功耗.为消除不匹配造成的相位遗漏与重叠,每级均有独立的双相不交叠时钟发生电路,并由一全局的时钟树驱动.输入频率为62MHz的信号,以125MHz时钟采样,可获得49.5dB(7.9位有效精度)的信号与噪声及谐波失真比(SNDR),功耗仅为71mW.电路用0.18μm CMOS 工艺实现,面积为0.45mm2.