12位100 MSPS CMOS双采样/保持电路

提出了一种基于时间交织原理的双采样/保持电路;分析了其相比于传统单采样技术实现高速度、高精度,同时降低功耗的优点。设计的栅压自举开关有效提高了采样的线性度。另外,为满足双采样技术的特殊应用,设计了带双边型开关电容共模反馈的全差分运放。采用SMIC0.18μmCMOS工艺仿真设计的双采样/保持电路可实现12位采样精度、100 MSPS采样速率、92.34 dB线性度和29 mW功耗的高性能。     

改进的低功耗两步式ADC结构

本文提出了一种改进的两步式ADC拓扑结构。当ADC的分辨率为n位时,这种结构只需要(2~(n/2+1-2))或(2~(n-1)/2+2~(n+1/2)-2)个比较器。与传统的两步式ADC相比,其比较器数目的大大减少,使得ADC电路的功耗和芯片面积随之显著降低。此结构适用于高速便携式VLSI系统。     

一种12位20 kS/s功耗调制算法SAR ADC

针对时域稀疏信号中的心电信号(ECG)、脑电信号(EEG)在大部分时间内幅度变化缓慢且周期性变化的特性,提出了一种带信号区间预测窗口的功耗调制型逐次逼近模数转换算法。采用该算法,可大幅减少SAR ADC中稀疏信号在低频部分的平均量化功耗,实现整体功耗的降低。在此理论基础上,设计了一种非二进制冗余校正、功耗调制型12位20 kS/s SAR ADC。该ADC采用55 nm CMOS工艺进行流片,在0.6 V电源电压下,功耗低至204 nW,功耗优值FoM最低为6.28 fJ/(conv·step)。     

新型高速低功耗CMOS预放大锁存比较器

基于预放大锁存快速比较理论,提出了一种新型高速低功耗CMOS比较器的电路拓扑。采用典型的0.35μm/3.3 V硅CMOS工艺模型,用Cadence软件进行模拟仿真,比较器延迟时间为231 ps,比优化前降低了235 ps;其回馈噪声对输入信号和电阻串参考电压产生的毛刺峰值分别为6.35 mV和1.57 mV;电路功耗118.6μW。运用该结构的比较器具有快速过驱动恢复能力,大幅度提高了比较器的速度;能有效抑制其回馈噪声,功耗低,可用于高速低功耗A/D转换器模块的设计。     

新型低功耗上电复位电路

设计了一种新型低功耗上电复位电路。该电路采用一种低功耗施密特触发器,整体电路静态工作电流极低,复位脉冲出现时间和脉冲宽度可调。电路基于40nm CMOS工艺,在1.1V电源电压下进行Cadence仿真。结果表明,新型上电复位电路静态电流为63nA,在电源缓慢上电、高电源纹波和快速掉电/上电等情况下,电路均具有很高的可靠性。     

一种基于电压窗口技术的超低功耗SAR ADC

本文提出了一种应用于生物医学的超低功耗逐次逼近型模数转换器(SAR ADC).针对SAR ADC主要模块进行超低功耗设计.数模转换(DAC)电路采用vcm-based以及分段电容阵列结构来减小其总电容,从而降低了DAC功耗.同时提出了电压窗口的方法在不降低比较器精度的情况下减小其功耗.此外,采用堆栈以及多阈值晶体管结构来减小低频下的漏电流.在55nm工艺下进行设计和仿真,在0.6V电源电压以及l0kS/s的采样频率下,ADC的信噪失真比(SNDR)为73.3dB,总功耗为432nW,品质因数(FOM)为11.4fJ/Conv.     

适于高速高精度多级ADC的功耗-速率优值模型

该文依据多级比较原理,建立了ADC功耗-速率优值模型。基于比较器数目最优算法,推导出多级ADC最优比较器数目,并提出多级ADC功耗-速率优值参数,从而得到可实现小功耗、高转换速率的多级ADC优化结构。以10位精度ADC为例,系统级仿真结果表明：多级ADC中的三级Pipelined结构可将全Flash ADC功耗降低到最小,而保持相同的转换速率;同时理论验证了以两步式结构实现多级ADC优于其他多步式结构。该优值模型可应用于高速、高精度ADC系统结构优化。     

用于流水线模数转换冗余校正的溢出判断技术

基于流水线A/D转换器冗余位数字校正(RSD)理论,针对其无法判断信号溢出的不足,提出了一种用于冗余校正的溢出判断(OR)技术。该技术通过调整第一级子A/D转换器和编码电路及OR逻辑电路和选择开关电路来实现。仿真结果表明,采用该技术产生的OR=c1 co c2逻辑能显示输入是否发生溢出,并控制多路开关选择正确的数字输出。     

两倍增益10位100 MSPS CMOS采样/保持电路

提出了一种两倍增益高线性、高速、高精度采样/保持电路。该采样/保持电路通过对输入信号实现两倍放大,改善了高频非线性失真;一种新型的消除衬底偏置效应的采样开关,有效地提高了采样的线性度;高增益和宽带宽的折叠共源共栅运算放大器保证了采样/保持电路的精度和速度。整个电路以0.35μm AMS Si CMOS模型库验证。模拟结果显示,在输入信号为49.21875MHz正弦波,采样频率为100 MHz时,增益误差为70.9μV,SFDR可达到84.5 dB。     

补偿流水线A/D转换器级间增益误差的后台校正技术

在分析流水线A/D转换器中残差放大器电容匹配性和运放的有限增益引起的误差对信号传输影响的基础上,基于冗余位校正流水线A/D转换器结构,通过在信号通路中加入由伪随机码控制的校正信号测量上述误差的方法,在后台校正输出数字信号中的级间增益误差。通过Mat-lab对A/D转换器进行了系统级仿真。结果表明,12位A/D转换器系统的SFDR提高了31.8dB,SNDR提高了11.5 dB,INL减小了3.43 LSB,DNL减小了0.21 LSB。