1.8V电源电压81dB动态范围的低过采样率ΣΔ调制器

采用222级联全差分结构和低电压、高线性度的电路设计实现了高动态范围、低过采样率的ΣΔ调制器.在1.8V工作电压,4MHz采样频率以及80kHz输入信号的条件下,该调制器能够达到81dB的动态范围,功耗仅为5mW.结果表明此结构及电路设计可以用于在低电压工作环境的高精度模数转换中.     

1．8V电源电压81dB动态范围的低过采样率∑△调制器

采用222级联全差分结构和低电压、高线性度的电路设计实现了高动态范围、低过采样率的∑△调制器．在1．8V工作电压，4MHz采样频率以及80kHz输入信号的条件下，该调制器能够达到81dB的动态范围，功耗仅为5mW。结果表明此结构及电路设计可以用于在低电压工作环境的高精度模数转换中。     

80dB动态范围，用于低中频结构GSM接收机的ΣΔ调制器

介绍了一个200kHz信号带宽、用于低中频结构GSM射频接收机的高精度ΣΔ调制器.该调制器采用3阶单环单比特的结构,电路使用全差分开关电容结构实现,并在0.6μm 2P2M CMOS工艺下流片验证.调制器使用全差分±1V参考电压,工作在26MHz采样频率,过采样率为64.测试结果表明,在200kHz信号带宽内,调制器达到80.6dB动态范围,峰值SNDR达到71.8dB,峰值SNR达到73.9dB.整个调制器电源电压为5V,静态功耗为15mW.     

一种高性能、低功耗音频ΣΔ调制器

设计了一个应用于18位高端音频模数转换器(ADC)的三阶低功耗ΣΔ调制器. 调制器采用2-1级联结构,通过优化调制器系数来提高其动态范围,并减小调制器输出频谱中的杂波. 电路设计中采用栅源自举技术实现输入信号采样开关,有效提高了采样电路的线性度;提出一种高能效的A/AB类跨导放大器,在仅消耗0.8mA电流的情况下,达到100V/μs以上的压摆率. 针对各级积分器不同的采样电容,逐级对跨导放大器进行进一步功耗优化. 调制器在中芯国际0.18μm混合信号CMOS工艺中流片,芯片核心面积为1.1mm×1.0mm. 测试结果表明在22.05kHz带宽内,信噪失真比和动态范围分别达到91dB和94dB. 在3.3V电源电压下,调制器功耗为6.8mW,适合于高性能、低功耗音频模数转换器应用.     

应用于音频芯片的高精度ΣΔ调制器设计

低阶单比特量化ΣΔ调制器简单稳定且特别适用于音频领域的模数转换器。提出了一款应用于音频芯片的二阶单比特量化ΣΔ调制器,利用Simulink对调制器进行建模并确定调制器参数与电路子模块指标。该调制器电路采用CSMC0.35μmCMOS工艺实现,工作的电源电压为5V,采用全差分开关电容技术,功耗为12mW,核心面积为390μm×190μm。在采样频率为12MHz、输入信号频率为20kHz时,调制器精度达到16bit,测试结果验证了设计技术和建模方法。     

连续时间型ΣΔ调制器的系统级设计和建模方法

采用冲激不变法把z域环路滤波器变换到s域,并对连续时间型ΣΔ调制器设计中的非理想因素进行系统级建模和仿真。基于低功耗设计考虑,调制器采用有源-无源混合型环路滤波器,并通过离散时间微分技术移除信号求和模块。设计实例实现了一个五阶3-bit连续时间型ΣΔ调制器,采用SMIC0.18μm1P6M标准CMOS工艺验证。芯片工作在1.8V电源电压和128MHz时钟频率,在1MHz的信号带宽内,调制器的动态范围为84dB,峰值SNR和SNDR分别为80dB和78dB,功耗为9mW。测试结果验证了设计技术和建模方法。     

带通ΣΔ调制器的研究

本文研究了带通ΣΔ调制器的稳定性及设计，提出了一种集解调和Ａ／Ｄ转换为一体的新方法     

一个用于GSM的80dB动态范围∑-Δ调制器

设计了一个用于GSM系统的Sigma-Delta调制器．GSM系统要求信号带宽大于200kHz，动态范围大于80dB．为了能取得较低的过采样率以降低功耗，采用了级联结构（MASH）来实现，与单环高阶结构相比，它具有稳定及易于实现的优点．设计工作时钟为16MHz，过采样率为32，基带带宽为250kHz，电路仿真可以达到最高82dB的SNDR和87dB的动态范围．芯片采用SMIC0．18μm工艺进行流片，面积为1．2mm×1．8mm．芯片测试效果最高SNDR=74．4dB，动态范围超过80dB，测试结果与电路仿真结果相近，达到了预定的设计目标．芯片工作在1．8V电源电压下，功耗为16．7mW．     

一种用于ADSL的11mW 79dB动态范围的ΔΣ调制器

随着工艺的进步,△∑A/D只适用于低速高精度领域的观念正在被打破。本论文设计一个单环二阶前馈反馈混合型多比特△∑调制器,用于ADSL。为了能让PH2相向PH1相借用12%的时间,以降低对运放、比较器和DEM单元速度的要求,本论文改进了传统的不交叠时钟产生电路。为解决无源加法器时钟馈通对比较结果的影响,调整了比较器和加法器的时序。 本设计采用1.8V电源电压,UMC 0.18um CMOS工艺。芯片测试结果显示：在80MHz时钟频率,32倍过采样下,调制器达到了79dB动态范围,71.3dB SNDR,11mW功耗和1.47pJ/step的FOM值。     

一个用于GSM的80dB动态范围∑-△调制器

设计了一个用于GSM系统的Sigma-Delta调制器.GSM系统要求信号带宽大于200 kHz,动态范围大于80dB.为了能取得较低的过采样率以降低功耗,采用了级联结构(MASH)来实现,与单环高阶结构相比,它具有稳定及易于实现的优点.设计工作时钟为16MHz,过采样率为32,基带带宽为250 kHz,电路仿真可以达到最高82dB的SNDR和87dB的动态范围.芯片采用SMIC 0.18μm工艺进行流片,面积为1.2mm×1.8mm.芯片测试效果最高SNDR=74.4dB,动态范围超过80dB,测试结果与电路仿真结果相近,达到了预定的设计目标.芯片工作在1.8V电源电压下,功耗为16.7mW.     

一个用于GSM的80dB动态范围Σ-Δ调制器

设计了一个用于GSM系统的Sigma-Delta调制器. GSM系统要求信号带宽大于200kHz，动态范围大于80dB. 为了能取得较低的过采样率以降低功耗，采用了级联结构（MASH）来实现，与单环高阶结构相比，它具有稳定及易于实现的优点. 设计工作时钟为16MHz，过采样率为32，基带带宽为250kHz，电路仿真可以达到最高82dB的SNDR和87dB的动态范围. 芯片采用SMIC 0.18μm工艺进行流片，面积为1.2mm×1.8mm. 芯片测试效果最高SNDR＝74.4dB，动态范围超过80dB，测试结果与电路仿真结果相近，达到了预定的设计目标. 芯片工作在18V电源电压下，功耗为16.7mW.     

一个用于GSM的80dB动态范围∑-△调制器

设计了一个用于GSM系统的Sigma-Delta调制器.GSM系统要求信号带宽大于200 kHz,动态范围大于80dB.为了能取得较低的过采样率以降低功耗,采用了级联结构(MASH)来实现,与单环高阶结构相比,它具有稳定及易于实现的优点.设计工作时钟为16MHz,过采样率为32,基带带宽为250 kHz,电路仿真可以达到最高82dB的SNDR和87dB的动态范围.芯片采用SMIC 0.18μm工艺进行流片,面积为1.2mm×1.8mm.芯片测试效果最高SNDR=74.4dB,动态范围超过80dB,测试结果与电路仿真结果相近,达到了预定的设计目标.芯片工作在1.8V电源电压下,功耗为16.7mW.     

一个应用于数字音频的高性能、低功耗ΣΔ模数转换器

本文介绍了一个应用于18位高端音频的ΣΔ模数转换器(ADC)。它包括一个2-1级联结构的ΣΔ调制器和一个数字抽取滤波器。在系统设计、电路实现和版图设计的过程中采取了许多优化措施,包括：选择了一个能够实现高过载水平的调制器结构并对其系数进行优化,实现了一个高能效的A/AB 类跨导放大器和一个面积和功耗优化的多级抽取滤波器。模数转换器在中芯国际0.18μm 混合信号CMOS 工艺中流片。测试结果表明在22.05 KHz带宽内,信噪失真比和动态范围分别达到91dB和94dB,而芯片面积为2.1 mm2,其中模拟部分仅消耗2.1mA静态电流。     

一种用于音频系统的1.1mW 87dB动态范围的ΔΣ调制器

本文描述了一款应用于音频系统的1.1mW 87dB动态范围的 Delta-Sigma 调制器的设计,设计采用0.18um CMOS工艺。由于采用带有前馈支路的多比特结构,第一级积分器的输出摆幅得到有效压缩。第一级积分器采用结构简单,直流增益仅34dB,工作在1V电压下的电流镜型跨导放大器。在3KHz信号输入下,该调制器可在100Hz~24KHz的频率范围内达到83.8dB的峰值SNDR和87dB的动态范围。     

一款调制器和过采样率可配置的单芯片1.2V 95-55dB动态范围的Delta-Sigma模数转换器设计

A single die 1.2 V multi-stage noise shaping（Mash） 2-2 delta sigma analog to digital converter（ADC）for wide applications is implemented. The configurable Mash 2-2 modulator with a new decimation filter design is presented to achieve wide and high dynamic range（DR） for multiple practical applications. The novel modulator can be configured as a Mash 2-2 modulator for high precision or a 2-order modulator for low DR. The decimation filter is designed to select the OSR flexibly among cascaded integrator comb（CIC） filter and two half-band filters（HBF）. The serial peripheral interface（SPI） can be used to adjust the sampling frequency and the oversampling ratio（OSR）. The design was fabricated in a 0.13 m CMOS process with an area of 0.91 mm2and a total power of 5.2 mW. The measurement results show that the dynamic range（DR） of the proposed ADC can change from 55to 95 dB with the configurable OSR from 16 to 256. The spurious free dynamic range（SFDR） and signal-to-noise distortion ratio（SNDR） can get 99 dB and 86.5 dB, respectively.     

高稳定度和宽电源电压范围晶体振荡器芯片设计

基于0.6μm CMOS混合信号工艺设计了一款高稳定度、宽电源电压范围的晶体振荡器芯片。该芯片片内集成具有优异频率响应的振荡器电容和反馈电阻,只需外接石英晶体即可提供高稳定时钟源。测试结果表明:芯片最高工作频率可达40MHz;在振荡频率12MHz、负载电容15pF、电源电压从2.7V到5.5V变化时其频率随电源电压变化率小于1×10-6;电源电压为5V时芯片消耗总电流小于4mA。     

一种用于分数频率合成器的3阶单环ΣΔ调制器

分析了无线通信分数分频频率合成器的关键模块ΣΔ调制器(SDM)的设计方法,并提出了一种系数能用移位产生的简单高效的单环3阶3位量化SDM结构。该电路采用标准0.18μm CM O S工艺实现,电源电压1.8 V,内部使用24位总线,在工作频率为16MH z时,可到达的频率分辨率为8 H z,结果表明它的带外噪声平坦、输出位宽窄,优于同阶级联ΣΔ结构。     

四阶连续时间正交带通ΣΔ调制器的设计

介绍一个适用于低中频架构的四阶连续时间正交带通ΣΔ调制器的设计,通过采用复数积分器代替传统的谐振器,优化了调制器的噪声整形性能。调制器采用开关电容反馈DAC来减少对时钟抖动的敏感度。电路设计采用smic0.13mixed-signalCMOS工艺,仿真结果表明,在12MHz采样频率下,调制器的信号噪声失真比可达到78dB,其信号带宽为200kHz,中心频率在200kHz。     

一种低温漂低电源电压调整率的基准电流源

利用NMOS管在亚阈值区、线性区和饱和区不同的导电特性,产生正温度系数电流;多晶硅高阻与N阱电阻组成串联电阻,代替线性区的NMOS管,产生与正温度系数电流互补的负温度系数电流。采用自偏置共源共栅电流镜结构,提出一种无运算放大器和三极管的求和型CMOS基准电流源。基于Nuvoton 0.35 μm CMOS工艺,完成设计与仿真。结果表明,在-40 ℃~100 ℃的温度范围内,电流变化为2.4 nA,温度系数为7.49×10-6/℃;在3.0~5.5 V的电压范围内,电源电压线性调整率为3.096 nA/V;在5 V工作电压下,输出基准电流为2.301 μA,电路功耗为0.08 mW,低频时电源电压抑制比为-57.47 dB。     

使SRAM在0.3V电源电压下工作动态控制电压和频率

随着消耗电流的增大,用户对根据负载动态控制逻辑芯片电源电压及频率的技术(D V S:dynamicvoltagescaling)要求不断增大。但是在应用到SoC等方面还举步维艰。其中一个原因是,由于Vth偏差的影响,混合SRAM的最低工作电压较高。由于最低工作电压决定它所控制的电源电压下限,因此很难提高采用DVS的效果。为了解决该问题,日本金泽大学和神户大学联合开发出了用低至0.3V左右的低电压驱动SRAM的技术。通过在读出时,将存储器单元的电源电压设置成芯片的最大供电电压(Vmax),以实现稳定的读出(见图B-1(a))。写入时,通过将字线(wordline)的电压…