一种10位120 MS/s逐次逼近A/D转换器

基于SMIC 65 nm CMOS工艺,设计了一种10位120 MS/s逐次逼近A/D转换器。电路为1.2 V电源供电,采用基于单调转换方式的改进型低功耗D/A电容阵列,相比于传统电容阵列,功耗降低了91%。采用一级动态预放大加一级动态锁存器的动态比较器,以降低功耗和提高速度。设计了与电容阵列工作方式相结合的异步逻辑控制电路,以降低外部时钟设计难度,并在控制功耗的前提下提高速度。Spectre仿真验证结果表明,在采样频率为120 MHz,输入信号频率为60 MHz时,SFDR达到81.07 dB,有效位数大于9位,具有良好的动态性能。电路整体功耗约为600 μW。     

一种抗辐射16位80 MSPS A/D转换器设计

为满足航天电子系统对高速高精度16位A/D转换器的需求,设计了一种流水线型16位80 MSPS A/D转换器,内核采用“3+4+3+3+3+3+3”七级流水线,前端缓冲器用于减小第一级MDAC采样网络回踢信号对A/D转换器线性度的影响。采用环栅器件、N+/P+双环版图等设计加固技术。A/D转换器采用0.18 μm CMOS工艺,工作电源电压为3.3 V和1.8 V,在时钟输入频率为80 MHz和模拟输入频率为36.1 MHz时,ADC的功耗≤1.1 W、信噪比SNR≥73.8 dB、无杂散动态范围SFDR≥88 dBFS。电离总剂量150 krad(Si)辐照后,ADC的信噪比SNR变化量≤0.3 dB、无杂散动态范围SFDR变化量≤1 dB;Bi离子辐照下ADC的电流增加≤4 mA。     

一种串行逐次逼近10位 D/A转换器

首先对几种形式的D/A转换器进行了比较,设计了一种电容型D/A转换器。这些电容在逐次逼近结构中构成二进制权阵列。这种结构的D/A转换器动态范围大、建立时间短,精度易于保证;且它的温度系数、电压系数、功耗及面积均优于电阻型D/A转换器。在Cadence SpectreS环境下进行仿真验证,该转换器信噪比为49 dB,积分非线性为±0.5 LSB。     

一种嵌入式10位2MS/s逐次逼近模数转换器

设计了一种10位2 MS/s嵌入式逐次逼近结构ADC。为提高ADC精度,其中DAC采用电压和电荷按比例缩放混合结构,比较器使用了输入失调校准和输出失调校准技术。采用TSMC0.18μm1P6M数字CMOS工艺进行流片验证,整个ADC核面积仅为0.9×0.6 mm2。测试结果表明,在2 MHz采样率、输入信号为180 kHz正弦信号情况下,该ADC模块具有8.51位的有效分辨率,最大微分非线性为-0.8~+0.7LSB,最大积分非线性为-1.7~+1.5 LSB,而整个模块的功耗仅为1.2 mW。     

一种14位85 MS/s流水线型ADC

基于0.18μm CMOS工艺设计与实现了一种14位85 MS/s流水线型模数转换器(ADC)。采用多种低功耗设计技术来降低系统功耗和面积,包括无采样保持电路前端和运算放大器共享等技术。在无数字校准的条件下,在3.3 V电源电压、85 MHz的时钟频率和70 MHz正弦输入信号频率下,达到了67.9 dBFS的信噪比(SNR)以及82.2 dBFS的无杂散动态范围(SFDR)。该ADC功耗为322 mW,面积为0.6 mm²,适合用于需求低功耗ADC的通信系统中。     

一种8位100 MS/s的低功耗流水线型ADC

基于0.35 μm CMOS工艺,设计并制作了一种低功耗流水线型ADC。分析了ADC结构对功耗的影响,采用1.5位/级的流水线结构来最小化功耗,并提升速度。为进一步降低功耗,设计了一种不带补偿并可调节相位裕度的共源共栅跨导放大器(OTA)和改进的比较器。测试结果显示,该ADC在3 V电源电压、100 MS/s采样速率下,功耗为65 mW,面积为0.73 mm²,在模拟输入频率为70.1 MHz和141 MHz下的无杂散动态范围(SFDR)分别为59.8 dBc和56.5 dBc。该ADC可应用于需要欠采样的通信系统中。     

一种16位600 MS/s电流舵D/A转换器的设计

基于0.18 μm CMOS工艺,设计了一种16位600 MS/s电流舵D/A转换器。该D/A转换器为1.8 V/3.3 V双电源供电,采用并行输入、差分电流输出的四分段(5+4+3+4)电流舵结构。采用灵敏放大器型锁存器可以精确锁存数据,避免出现误码;由恒定负载产生电路和互补交叉点调整电路组成的同步与开关驱动电路,降低了负载效应引起的谐波失真,同时减小了输出毛刺;低失真电流开关消除了差分开关对共源节点处寄生电容对D/A转换器动态性能的影响。Spectre仿真验证结果表明,当采样频率为625 MHz,输入信号频率为240 MHz时,该D/A转换器的SFDR为78.5 dBc。     

一种12位400 MHz电流开关型D/A转换器的设计

基于TSMC 0.25μm工艺、采用电流开关结构,设计了一个3.3 V 12位400 M采样率的D/A转换器。在电路中,设计了一种新的电压限幅结构,从而使其具有较好的动态性能。该D/A转换器在1 MHz输入信号下,无杂散动态范围(SFDR)达到83.75 dB;在12.5 MHz输入信号下,可获得70 dB的SFDR;在不同温度和工艺corner下,仿真得到的电路性能也都能达到上述指标。     

一种2.5 V 1-MS/s 12位逐次逼近A/D转换器

设计了一种低功耗、中速中精度的单端输入逐次逼近A/D转换器,用于微处理器外围接口。其D/A转换器采用分段电容阵列结构,有利于版图匹配,节省了芯片面积;比较器使用三级前置放大器加锁存器的多级结构,应用了失调校准技术;控制电路协调模拟电路完成逐次逼近的工作过程,并且可以控制整个芯片进入下电模式。整个芯片使用UMC 0.18μm混合模式CMOS工艺设计制造,芯片面积1 400μm×1 030μm。仿真结果显示,设计的逐次逼近A/D转换器可以在2.5 V电压下达到12位精度和1 MS/s采样速率,模拟部分功耗仅为1 mW。     

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.     

一种用于高速高精度A/D转换器的自举采样电路

介绍了一种新型的CMOS自举采样电路。该电路适用于12位100 MHz采样频率的A/D转换器。采用P型栅压自举开关补偿技术,可以有效地克服采样管导通电阻变化引入的非线性失真,提高采样精度。仿真结果表明,采样时钟频率为100 MHz时,输入10 MHz信号,可得信噪失真比(SNDR)为102 dB,无杂散动态范围(SFDR)为103 dB。信号频率达到采样频率时,仍有超过85 dB的SNDR和87 dB的SFDR,满足高速高精度流水线A/D转换器对采样开关线性度和输入带宽的要求。电路采用SMIC 0.18μm CMOS数模混合工艺库实现,电源电压为1.8 V。     

一款8 bit 480 MS/s逐次逼近型模数转换器

介绍了一款采用55 nm CMOS工艺设计的单通道8 bit 480 MS/s逐次逼近型模数转换器(SAR ADC).采用数据环与异步时钟环的双环结构作为高速SARADC的系统框架.提出一种带有复位开关的动态比较器,缩短复位时间,提高比较精度.结合反向单调切换时序,减缓因输入共模电压降低而引起的比较器速度下降,提高AD...     

多通道逐次逼近型10 bit 40 Ms/s模数转换器的设计

设计了一个多通道逐次逼近型结构的10 bit 40 Ms/s模数转换器(ADC).由于采用时间交叉存取技术,提高了整个芯片的转换速度,同时通过运用比较器自校准和电容自校准结构,提高了整个电路的转换精度.本芯片采用Chart 0.25μm2.5 V工艺,版图面积为1.4 mm× 1.3 mm.40 MHz工作时,平均功耗为33.68 mW.输入频率19.9 MHz时,信号噪声失真比(SINAD)为59.653 3 dB,无杂散动态范围(SFDR)为74.864 6 dB.     

逐次逼近A/D转换器综述

从逐次逼近A／D转换器（SA-A／D）的工作原理出发，分别对其核心模块D／A转换器和比较器进行了讨论。SA-A／D转换器中的D／A转换器可分为电压定标、电流定标和电荷定标三种，重点分析了三种目前应用较多的并行电容、分段电容和RC混合结构。SA-A／D转换器中的比较器可分为运放结构比较器和锁存（latch）比较器，实际常常使用这两种结构级联的高速高精度比较器，并配合失调校准技术，达到较高精度。最后，简要总结了SA-A／D转换器的研究现状，阐述了其在精度、速度和功耗三个方面的发展状况。     

一种基于共模稳定电路的单调开关切换的0.6V 10位 1MHz采样率的逐次逼近型模数转换器

本文叙述了一个在0.6V电源电压下用于无线传感网络中的10位逐次逼近型模数转换器（SAR ADC）的设计。这个SAR ADC中的数模转换器（DAC）采用单调开关切换的方式,目的是减小芯片面积和功耗。但是单调开关切换的方式存在共模电压改变引起的比较器失调电压动态变化的问题。由于电源电压仅有0.6V,传统的在动态比较器中使用恒定电流偏置技术的方法不再适用。在本文的设计中,我们提出了一个共模电压稳定电路（common mode stabilizer）可在低电源电压下稳定比较器的输入共模电压,这种方法的有效性得到了仿真和测试的验证。本文设计的SAR ADC采用0.13μm CMOS工艺,测试结果显示在0.6V电源电压和1MHz采样率下,功耗为6.3μW,在奈奎斯特输入频率下信号噪声失真比（SNDR）为51.25 dB,品质因数（FOM）为21 fJ/conversion-step,芯片的核心面积只有120 μm×300 μm。     

低功耗10位30MS/s流水线A/D转换器

基于0.18μm CMOS混合信号工艺,设计了一个低功耗10位30 MS/s流水线A/D转换器.通过优化各级采样电容和运放(0TA)偏置电流,以及使用动态比较器,大大降低了整体功耗.采用增益自举开关,以减少开关非线性;引入数字校正技术,以提高转换精度.当采样时钟频率为32 MHz、输入信号频率为16 MHz时,信噪失真比(SNDR)为59 Db,无杂散动态范围(SFDR)为71 Db.AD(:核心电路版图面积为0.64 mm2,功耗仅为32 Mw.     

六位逐次逼近型模数转换器的设计

为满足北斗多模导航SOC对中等精度、低功耗ADC的需求,本文基于Smic40工艺对六位全差分SARADC的主要功能模块进行了设计,比较器部分采用Latch结构降低功耗,通过增加前置运放减小失调电压。采用电荷重分布DAC降低了电容匹配性要求,减小了非线性误差。驱动Buffer采用折叠式共源共栅栅压浮动AB类运放,降低了整体的功耗。通过手动搭建整个逻辑控制电路,更加深刻的理解了整个系统的逻辑控制要求。     

一种电容阵列结构的10位8通道1MS/s逐次逼近AD转换器

设计了一种用于多电源SoC的10位8通道1MS/s逐次逼近结构AD转换器。为提高ADC精度,DAC采用改进的分段电容阵列结构。为降低功耗,比较器使用了反相器阈值电压量化器,在模拟输入信号的量化过程中减少静态功耗产生。电平转换器将低电压数字逻辑信号提升为高电平模拟信号。采用UMC 55nm 1P6M数字CMOS工艺上流片验证设计。测试结果表明,当采样频率为1 MS/s、输入信号频率为10 kHz正弦信号情况下,该ADC模块在3.3 V模拟电源电压和1.0 V数字电源电压下,具有最大微分非线性为0.5LSB,最大积分非线性为1LSB。测得的SFDR为75 dB,有效分辨率ENOB为9.27位。     

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.