基于过采样技术的∑-△ A／D转换器的设计

采用基于过采样的∑-△调制技术，设计音频A／D转换器，对量化噪声进行有效的整形，提高了分辨率和带内信噪比（SNR）。对设计进行了详细分析，并给出了有关的电路结构和仿真结果。芯片已采用TSMC 0．18μm CMOS工艺流片成功，在工作频率5．6448 MHz时，该A／D转换器的动态范围达101dB，信噪比为98．2dB，总谐波失真达0．0016％。     

一种用于高速高精度A/D转换器的时钟自举电路

设计了一种双电容结构时钟自举电路,分析了电路工作原理,用Cadence Spectre仿真器和0.35μm CMOS PDK进行电路前仿真和后仿真.仿真结果表明,设计的双电容结构时钟自举电路能使采样电路线性度达到110dB以上,该电路已用于16位A/D转换器的设计并流片.经测试,采用该结构的16位A/D转换器的SFDR为96.25dB(FS),信噪比为76.45dB(FS).     

基于MASH结构的24 bit Σ-Δ A/D转换器

设计了一种离散时间型24位Σ-Δ A/D转换器。该A/D转换器基于级联噪声整形(MASH)结构设计,整个转换器由前置可编程增益放大器、级联调制器和数字抽取滤波器等模块组成。该A/D转换器采用标准0.18 μm CMOS工艺实现,版图总面积为6 mm²。测试结果表明,在16 kS/s输出数据速率下,该A/D转换器的信噪比为106 dB,无杂散动态范围为110 dB,功耗仅为20 mW。     

采用分段平移技术校正流水线A/D转换器级间增益的方法

分析了流水线A/D转换器采样电容与反馈电容之间的增益失配,探究了运放有限增益与流水线残差输出及A/D转换器输出的关系,建立了精确的系统模型。通过建立14位流水线A/D转换器Verilog-A的行为级模型,在数字域对流水线A/D转换器输出数字码进行分段平移。在第一级级间增益误差达到±0.012 5时,校正前信噪比仅为62 dB,校正后信噪比提升到85 dB。提出的校正方法可有效补偿由流水线级间增益导致的数字输出不连续和线性度下降。     

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。     

应用于无线传感网络SoC的逐次逼近A/D转换器

设计了应用于无线传感网络SoC解决方案的10位150 kS/s 逐次逼近A/D转换器.通过失调消除技术、合理的时序控制和版图设计,实现了电路的高精度和低功耗.设计的A/D转换器积分非线性和微分非线性分别为0.54 LSB和0.8 LSB;在150 kS/s采样率、14.3 kHz输入信号频率时,信噪比为60.8 dB,无杂散动态范围83.1 dB.设计实现基于TSMC 0.18 μm混合信号CMOS工艺,IP核面积为0.083 mm2,1.8 V工作电压下功耗为0.56 mW.     

16位高稳定性前馈结构∑-Δ A/D转换器

设计了一种具有前馈结构的ΣA A/D转换器.运用零点、极点优化技术,使Σ-△调制器在具有较高稳定性的同时得到优化的信噪比.调制器采用前馈3阶单环结构,采用1位量化,用全差分开关电容方式实现,时钟频率为256 kHz,信号带宽为1 kHz.电路采用SMIC 0.18 μmCMOS工艺,仿真结果表明,Σ-A A/D转换器达到的信噪比为90.54 dB,有效位数为14.8位;在3.3 V电源电压下,功耗为5.18 mW.     

基于模拟余差的7位200MS/s分级折叠式A/D转换器

提出一种基于模拟余差的分级折叠式A/D转换器,对其原理和电路结构进行了分析,阐述了提高A/D转换器性能的关键问题.测试结果表明,设计的A/D转换器转换速率为200 MS/s;在输入信号为6.0 MHz时,信噪谐波比(SINAD)为45.1 dB,有效位数(ENOB)为7.2位.给出了A/D转换器电路的具体结构,以及测试波形和动态性能参数测试结果.     

一种3.3 V 9位50 MS/s CMOS流水线A/D转换器

设计了一种3.3 V 9位50 MS/s CMOS流水线A/D转换器。该A/D转换器电路采用1.5位/级,8级流水线结构。相邻级交替工作,各级产生的数据汇总至数字纠错电路,经数字纠错电路输出9位数字值。仿真结果表明,A/D转换器的输出有效位数(ENOB)为8.712位,信噪比(SNR)为54.624 dB,INL小于1 LSB,DNL小于0.6 LSB,芯片面积0.37 mm2,功耗仅为82 mW。     

一种高速高精度Σ-Δ调制器的设计

采用多位D/A转换器是Σ-Δ调制器实现高速高精度的主要手段,然而,多位D/A转换器引入非线性却是影响Σ-Δ调制器信噪比的主要因素.讨论了一种具有单位信号传递函数、动态元件匹配实现多位D/A 转换器并对其引入的非线性噪声压缩整形(NSDEM)的Σ-Δ调制器结构;在此结构上进行了Σ-Δ调制器的设计方法研究.行为仿真结果验证了该结构和设计方法的可行性.     

数字修调技术在高速高精度流水线ADC中的应用

数字修调技术采用MOS开关控制电路实现对修调数据的传输和电路拓扑结构的改变,相对于传统的修调技术,数字修调技术具有灵活性、可重复性和低成本等特点.基于0.35μmBiCMOS工艺,对采用数字修调技术的A/D转换电路进行仿真验证.结果表明,设计的A/D转换器,其SFDR达65 dB,INL和DNL分别达到0.35 LSB和0.26 LSB,采样率达到250 MSPS.     

一种高性能的∑-ΔA/D转换器的设计

提出了一种高速高分辨率的过采样率可配置的四阶基于2-1-1级联拓扑结构的Sigma Delta A/D转换器的设计方法.设计采用的是0.18μm CMOS混合工艺,模拟电路和数字电路的供电电压分别为3.3V和1.8V.该转换器的采样时钟速率最高可以达到64MHz,过采样率可以配置为32、16两种方式,当过采样率为32时,可达到115dB的无杂散动态范围和95dB的信噪比,总功耗约为200mW.     

一种0.35 μm CMOS高精度Σ-Δ A/D转换器

提出了一种应用于MEMS压力传感器的高精度Σ-Δ A/D转换器。该电路由Σ-Δ调制器和数字抽取滤波器组成。其中,Σ-Δ调制器采用3阶前馈、单环、单比特量化结构。数字抽取滤波器由级联积分梳状(CIC)滤波器、补偿滤波器和半带滤波器(HBF)组成。采用TSMC 0.35 μm CMOS工艺和Matlab模型对电路进行设计与后仿验证。结果表明,该Σ-Δ A/D转换器的过采样比为2 048,信噪比为112.3 dB,精度为18.36 位,带宽为200 Hz,输入采样频率为819.2 kHz,通带波纹系数为±0.01 dB,阻带增益衰减为120 dB,输出动态范围为110.6 dB。     

8 bit 800 Msps高速采样保持电路的设计

为适应目前无线通信领域对高速A/D转换器的要求,采用在Cadence Spectre环境下进行仿真验证的方法,对高速A/D前端采样保持电路进行了研究.提出的高速采样保持电路(SH)采用SiGe BiCMOS工艺设计,该工艺提供了0.35 μm的CMOS和46 GHz TT的SiGe HBT.基于BiCMOS开关射极跟随器(SEF)的SH,旨在比二极管桥SH消耗更少的电流和面积.在SH核心,电源电压3.3 V,功耗44 mW.在相干采样模式下,时钟频率为800 MHz时,其无杂波动态范围(SFDR)为-52.8 dB,总谐波失真(THD)为-50.4 dB,满足8 bit精度要求.结果显示设计的电路可以用于中精度、高速A/D转换器.     

宽带∑-△A/D转换器中数字抽取滤波器的设计与验证

无线便携式移动设备与宽带intemet接入技术的发展,对∑-△A/D转化器的带宽要求越来越高。文中结合前端5阶宽带乏△调制器,设计了一种降低功耗与面积的数字抽取滤波器,应用于宽带高精度AD转换器中。MATLAB／simulink仿真结果表明,经过数字抽取滤波器滤波后信噪比为97．8dB,通带边界频率为1．8MHz,最小阻带衰减为70dB,通带内波纹0．0025dB,可满足设计要求。∑-△A/D转换器高精度、低功耗的优点,可广泛应用于中特种设备检验检测仪器仪表中。     

一种10位40 MHz两步式A/D转换器

提出了一种基于两步转换法(5 6)的高速高精度A/D转换器体系结构,其优点是可以大幅度降低芯片的功耗及面积。采用这种结构,设计了一个10位40 MHz的A/D转换器,并用0.6μm BiCMOS工艺实现。经过电路模拟仿真,在40 MHz转换速率,1 V输入信号(Vp-p),5 V电源电压时,信噪比(SNR)为63.3 dB,积分非线性(INL)和微分非线性(DNL)均小于10位转换器的±0.5 LSB,电源电流为85.4 mA。样品测试结果:SNR为55 dB,INL和DNL小于10位转换器的±1.75 LSB。     

三阶1-1-1级联Σ-Δ调制器的设计及仿真

采用MASH结构,设计了一款三阶(1-1-1)级联Σ-Δ调制器;讨论了各个模块的增益系数,设计了数字校正电路,并运用Matlab/Simulink对调制器进行了行为级仿真.当输入信号带宽为20 kHz,过采样比为64时,仿真模型得到87.7 dB的信噪比,精度为14.28位.与其他结构的调制器相比,该调制器更加稳定,动态范围更大,可应用于处理音频信号的A/D转换器.     

一种用于过采样Σ-Δ A/D转换器的抽取滤波器

采用0.8 μm CMOS工艺,实现了一种用于过采样Σ-Δ A/D转换器的数字抽取滤波器.该滤波器采用多级结构,梳状滤波器作为首级,用最佳一致逼近算法设计的FIR滤波器作为末级,并通过位串行算法硬件实现.芯片测试表明,该滤波器对128倍过采样率、2阶Σ-Δ调制器的输出码流进行处理得到的信噪比为75 dB.     

一种16位音频ΣΔA/D转换器(英文)

提出了一种16位立体声音频新型稳定的5阶ΣΔA/D转换器.该转换器由开关电容ΣΔ调制器、抽取滤波器和带隙基准电路构成.提出了一种新的稳定高阶调制器的方法和一种新的梳状滤波器.采用0.5μm5V CMOS工艺实现ΣΔA/D转换器.ΣΔA/D转换器可以得到96dB的峰值SNR,动态范围为96dB.整个芯片面积只有4.1mm×2.4mm,功耗为90mW.