一种用于16位流水线ADC的多比特子DAC电容失配校准方法

多比特子DAC的电容失配误差在流水线AIX:输出中引入非线性误差,不仅严重降低AEK、转换精腰.而且通常的校准技术无法对非线性误差进行校准.针对这种情况,本文提出了一种用于16位流水线ADC的多比特子DAC电容失配校准方法.该设计误差提取方案在流片后测试得到电容失配误差.进而计算不同输入情况下电容失配导致的MDAC输出误差,根据后级的误差补偿电路将误差转换为卡乏准码并存储在芯片中,对电容失配导致的流水级输出误差进行校准.仿真结果表明.卡《准后信噪失真比SINAD为93.34 dB.无杂散动态范围SFDR为117.86 dB,有效精度EN()B从12.63 bit提高到15.26 bit.     

一种基于电容匹配算法的低噪声SAR ADC设计

设计了一个12位,采样速率为120 kS/s的SAR ADC。提出了一种12位精度下,能在电容面积和精度之间进行折中的算法,使得电容的整体面积、速度和功耗达到优化。通过对比较器的设计,解决了在噪声环境下,影响比较器性能的电荷注入、带宽、转换速度等问题。在0.35 μm 2P5M CMOS工艺下进行了流片,测试结果表明,设计的SAR ADC的DNL和INL均小于±1 LSB,功耗为1.5 mW。     

一种应用于SAR ADC的DAC电容阵列开关切换方案

本文提出一种低功耗、高精度、低复杂度的SAR ADC(逐次逼近模数转换器)的DAC电容阵列开关切换方案.每一个电容只连接了两种参考电平,因此降低了逐次逼近逻辑电路和电容驱动电路的复杂度.在前两次开关切换过程中不需要消耗能量,并且是单边切换,有效的降低了开关能量的消耗.DAC电容阵列分为完全相同的两部分,即MSB电容阵列...     

基于新型SAR ADC电容阵列的RFID温度传感器

为了减小温度传感器的功耗,提升温度传感器在无源超高频射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)领域中的应用,对其中逐次逼近型模数转换器(Successive Approximation Register Analog-to-Digital Converter,SAR ADC)电容...     

一种基于分段冗余电容阵列的高速SAR ADC

高速中等精度的模数转换器是通信系统中重要的组成部分。本文提出了一种基于分段冗余电容阵列的高速逐次逼近型模数转换器（SAR ADC）设计方案。该设计方案通过引入分段冗余电容阵列,在降低了面积和功耗的同时,克服了高速采样下,DAC不完全建立对ADC性能的影响。所设计的两级动态比较器,通过噪声分析可知,在满足高速性能的前提下,提高了ADC的精度。基于SMIC55nm CMOS工艺,本文实现了一种12-bit 100-MS/s的SAR ADC。在1.2V电源电压和100MS/s的采样频率,差分输入接近满摆幅下,前仿真结果为SNDR为73.27dB,ENOB可达11.87bit。     

一种18位SAR ADC的设计实现

本文对逐次逼近型模数转换器（SARADC）的结构进行了介绍,并对影响ADC性能的主要因素加以分析。设计了一种基于二进制加权电容阵列的数字校准算法,并运用比较器自动失调校准技术,实现了高性能SARADC的设计。仿真结果表明该设计在120ksps的采样率下精度可达18位。     

一种用于电流舵DAC的SDR校正技术

提出了一种基于电流舵DAC的SDR校正技术。首先采用拆分电流源的方法,增加了待校正电流源的个数。然后采用动态组合的方式,减小了电流源的失配误差,提高了DAC的静态与动态性能。与DMM校正技术相比,该SDR校正技术具有更小的残余误差、更好的静态与动态性能。采用40 nm CMOS工艺实现了一种14位200 MS/s的电流舵DAC,并进行了仿真。结果表明,通过数字校正,该DAC的INL与DNL分别从1.5 LSB和0.5 LSB降低到0.33 LSB和0.25 LSB,SFDR在整个Nyquist带宽内均大于70 dB。     

一种ADC中采用的开关电容比较器的设计

文章介绍了一款模数转换器中采用高精度开关电容结构的比较器电路的设计。该电路采用3阶放大结构,具有低失调、低功耗、精度高、易于扩展等优点。文中详细介绍了开关电容比较器的基本工作原理,分析了电路误差的产生机理,在此基础上提出了为减小失调和误差、进一步改善电路性能而采取的抑制开关电容比较器电荷注入和时钟馈通效应提高精度的具体措施。电路设计基于中微晶圆0．6μm N-WELL DPDM CMOS工艺。并使用HSPICE软件进行仿真,整个电路通过流片验证,电路参数达到设计指标,满足使用要求。     

高精度SAR ADC电容阵列设计及校准算法

在高精度逐次逼近寄存器模数转换器(SAR ADC)中,电容阵列是SAR ADC的核心之一。电容阵列中的电容失配问题是导致转换精度降低的一个重要原因。为了尽可能改善这一问题,设计了一种6+6+6分段电容阵列,并且基于这种阵列设计了权重迭代算法的前台数字校准。该方法不需要额外的电容阵列,利用自身的电容阵列与比较器量化出电容失配,计算出每一位输出码的权重校准系数,用来对正常量化出的输出码进行编码,实现校准功能。仿真结果表明,引入电容失配的18 bit SAR ADC经过该算法校准后,信噪比(SNR)从77.6 dB提升到107.6 dB,无杂散动态范围(SFDR)从89.8 dB提升到125.6 dB,有效位数(ENOB)从12.54 bit提升到17.54 bit。在SMIC 0.18μm工艺下,该校准算法对高精度SAR ADC的动态性能具有较大提升。     

一种用于SAR ADC开关电容比较器的失调消除技术

论文阐述了一种用于逐次逼近ADC开关电容比较器的失调消除技术。采用预放大加再生锁存的比较结构,基于0.18μm 1P5M CMOS工艺设计实现了一种伪差分比较器。通过采用前级预放大器输入失调消除技术以及低失调再生锁存技术进行设计,整个比较器的输入失调电压小于0.55mV。通过采用预放大加再生锁存的比较模式,整个比较器的功耗有效减小,不足0.09mW。在电源电压为1.8V、ADC采样速率为200kS/s、时钟频率为3MHz的情况下,比较器能达到13位的转换精度。最后,通过设计讨论、后仿真分析及其在一种10位200kS/s的触摸屏SAR ADC中的成功应用验证了本文比较器的实用性和优越性。     

基于 kT/C噪声消除和失配误差整形技术的二阶无源噪声整形 SAR ADC设计

逐次逼近型(Successive Approximation Register,SAR)模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)是一种结构简单、对制程演进友好且高能效的 ADC结构,然而其精度主要受限于采样噪声、数模转换器(Digital-to-Analog Converter,DAC)失配和比较器噪声。提出的基于采样噪声消除和 DAC失配误差整形技术的噪声整形 SAR ADC可以全面地处理这些误差源。其中,采样噪声通过预采样 kT/C噪声消除技术进行处理,DAC的失配误差由数据权重平均(Data Weighted Averaging,DWA)和失配误差整形(Mismatch Error Shaping,MES)技术滤波到带外,同时使用二阶噪声整形技术降低比较器噪声。在 40 nm CMOS工艺下设计了一款噪声整形 SAR ADC芯片,仿真结果显示,该 ADC芯片在 2.8 MHz带宽下实现了 86.8 dB的信噪失真比(Signal-to-Noise and Distortion Ratio,SNDR),功耗为 3.8 mW。     

基于16位SAR模数转换器的误差校准方法

为了实现较高精度(16位及更高)的逐次逼近(SAR)ADC,提出了一种误差自动校准技术。考虑到芯片面积、功耗和精度的折中,采用了电荷再分配分段电容DAC结构,并采用准差分输入方式提高ADC的信噪比。为了消除电容失配引入的误差,提出了一种误差自动校准算法,利用误差校准DAC阵列对电容失配误差进行量化并存储在RAM中,在AD转换过程中实现误差消除。     

一种SAR ADC电容失配自测量与数字校准技术

为了解决高分辨率逐次逼近模数转换器(SAR ADC)中,电容式数模转换器(DAC)的电容失配导致精度下降的问题,提出了一种电容失配自测量方法,以及一种可适用于各种差分电容DAC设计的低复杂度的前台数字校准方法。该方法利用自身电容阵列及比较器完成位电容失配测量,基于电容失配的转换曲线分析,对每一位输出的权重进行修正,得到实际DAC电容大小对应的正确权重,完成数字校准。数模混合电路仿真结果表明,引入电容失配的16位SAR ADC,经该方法校准后,有效位数由10.74 bit提高到15.38 bit。     

高速高精度SAR ADC电容电压系数校正

基于XFAB工艺参数,设计了一种不受电容电压系数影响的高速高精度SAR ADC。在理论上定性分析了电容电压系数对高速高精度SAR ADC的影响,并使用Matlab进行定量分析。分析结果表明,1阶与2阶电容电压系数对ADC性能的影响具有不同的特点。针对1阶电容电压系数,使用改进的分裂电容结构进行消除;针对2阶电容电压系数,使用分段数字补偿来进行校正。校正完成以后,电容电压系数引起的非线性误差可以从±11.7 LSB降到±0.5 LSB以下,无杂散动态范围可以提高10 dB以上。     

A 10 bit 50 MS/s SAR ADC with partial split capacitor switching scheme in 0.18 μm CMOS

This paper presents a 10 bit successive approximation register (SAR) analog-to-digital converter (ADC) in 0.18 μ m 1P6M CMOS technology with a 1.8 V supply voltage. To improve the conversion speed, a partial split capacitor switching scheme is proposed. By reducing the time constant of the bit cycles, the proposed technique shortens the settling time of a capacitive digital-to-analog converter (DAC). In addition, a new SAR control logic is proposed to reduce loop delay to further enhance the conversion speed. At 1.8 V supply voltage and 50 MS/s the SAR ADC achieves a signal-to-noise and distortion ratio (SNDR) of 57.5 dB and spurious-free dynamic range (SFDR) of 69.3 dB. The power consumption is 2.26 mW and the core die area is 0.096 mm².     

红外焦平面读出电路集成数字输出

为了实现红外焦平面数字化输出,设计了一种集成片上模数转换的焦平面读出电路,包括一个512512的读出电路单元阵列和列共享的逐次逼近寄存器型模数转换器(SAR ADC)。单元读出电路采用了直接注入(DI)结构作为输入级,输出的信号通过多路传输送到模数转换器。设计的逐次逼近型的模数转换器中的比较器采用的是由前置放大器、锁存器、自偏置差分放大器和输出驱动器组成的高速比较器,数模转换器(DAC)采用的是三段式的电荷按比例缩放和电压按比例缩放相结合的结构。在Cadence和Synopsys设计平台下对模拟和数字部分电路分别进行设计、仿真与版图设计。电路工艺采用GLOBALFOUNDRIES公司0.35 m CMOS 3.3 V工艺加工流片。测试结果显示SAR ADC有效位数为8.2位,转换频率超过150 k Samples/s,功耗低于300 W,满足焦平面100帧频以及低功耗的需求。     

一种基于65 nm CMOS工艺的10位10 MS/s SAR ADC

基于SMIC 65 nm CMOS工艺,设计了一种10位10 MS/s逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)。采用全差分的R-C组合式DAC网络结构进行设计,提高了共模噪声抑制能力和转换精度。与全电容结构相比,R-C组合式DAC网络结构有效减小了版图面积。DAC中各开关的导通采用对称的开关时序,使比较器差分输入的共模电平保持为固定值,降低了比较器的失调电压,提高了ADC的线性度。在2.5 V模拟电源电压和1.2 V数字电源电压下,使用Spectre进行仿真验证,测得DNL为0.5 LSB,INL为0.8 LSB;在输入信号频率为4.990 2 MHz,采样频率为10 MHz的条件下,测得电路的有效位数为9.63位,FOM为0.04 pJ/conv。     

一种多通道、高精度A/D、D/A转换电路的设计与实现

本文介绍了一种用于主、被动雷达导引头信息处理系统的多通道、高精度A、D、D认转换电路。在分析电路需求的基础上，给出了电路的系统结构设计，详细说明了工作及控制过程。