检索结果-内蒙古大学图书馆

光学精密工程 2014年第10期22卷 2855-2860页

作者：贾华宇刘丽张建国太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室山西太原030024

针对高清视频信号处理对动态范围大,运算速度快的模数转换器(ADC)的要求,提出了一种流水线宽带电流型运算放大器。该运算放大器的主放大器采用套筒式增益提高结构,辅助运算放大器用电流型放大器替代。采用电流共模反馈电路调节主运算放... 详细信息

针对高清视频信号处理对动态范围大,运算速度快的模数转换器(ADC)的要求,提出了一种流水线宽带电流型运算放大器。该运算放大器的主放大器采用套筒式增益提高结构,辅助运算放大器用电流型放大器替代。采用电流共模反馈电路调节主运算放大器的支路电流以稳定输出共模电平;采用TSMC 0.18μm CMOS工艺设计电路。实验结果显示:辅助运算放大器采用源极输入,减小了信号主通路上的寄生电容,提高了整个运算放大器的电路速度。运算放大器的增益为83.19dB,相位裕度为61.6°,单位增益带宽为1.6GHz,功耗为9.3mW;在满幅度阶跃输入的情况下,输出建立时间小于1.83ns。将该运算放大器用于高清视频信号的流水线ADC中,实现了170MS/s,10bit精度的模数转换。同传统的电压型运算放大器相比,该运算放大器响应速度更快,功耗更低,可满足处理视频信号的要求。

关键词：模数转换器运算放大器流水线模数转换器电流模共模反馈增益提高

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流水线模数转换器的一种数字校准技术

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西安交通大学学报 2008年第8期42卷 991-995页

作者：贾华宇陈贵灿程军张鸿沈磊西安交通大学电子与信息工程学院西安710049

为了降低流水线模数转换器中数字校准电路的规模和功耗,提出了一种新的基于信号统计规律的后台数字校准技术.该技术采用自适应搜索算法和二元单调函数的幅值增量比较算法,分别对基于信号统计规律的数字校准技术中的距离估计电路和查找... 详细信息

为了降低流水线模数转换器中数字校准电路的规模和功耗,提出了一种新的基于信号统计规律的后台数字校准技术.该技术采用自适应搜索算法和二元单调函数的幅值增量比较算法,分别对基于信号统计规律的数字校准技术中的距离估计电路和查找表进行优化设计,减少了距离估计所需的数字电路和查找表所需的ROM空间,极大地降低了数字电路的规模和功耗.应用该校准技术实现了一个12位、采样率为4×107s-1的流水线模数转换器.测试结果表明,同优化前相比,该芯片数字电路的功耗降低了93%,所需ROM空间减小了95%.整个芯片采用SMIC 0.18μm CMOS工艺设计,总功耗为210 mW,芯片面积为3.3 mm×3.7 mm.

关键词：流水线模数转换器数字校准自适应搜索幅值增量比较

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0.13μm标准CMOS工艺的高可靠流水线模数转换器

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国防科技大学学报 2018年第6期40卷 165-170页

作者：周宗坤黄水根董业民林敏中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海200050 中国科学院大学北京100049

针对航空航天电子系统对高性能模数转换器的需求,采用0. 13μm标准互补金属氧化物半导体工艺,设计可以在极端温度和空间辐射环境中稳定可靠工作的12位分辨率、50 MS/s采样率的流水线模数转换器。通过采用无采样保持电路以及抗辐射电路... 详细信息

针对航空航天电子系统对高性能模数转换器的需求,采用0. 13μm标准互补金属氧化物半导体工艺,设计可以在极端温度和空间辐射环境中稳定可靠工作的12位分辨率、50 MS/s采样率的流水线模数转换器。通过采用无采样保持电路以及抗辐射电路和版图加固等技术,在减小功耗的同时有效地削弱总剂量辐射效应的影响。测试结果表明:在-55～125℃温度范围内以及150 krad(Si)的总剂量辐照条件下,得到大于64 dB的信噪比、大于73. 5 dB的无杂散动态范围和最大0. 22 dB的微分非线性。

关键词：流水线模数转换器无采样保持电路总剂量辐射效应版图加固技术

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一种应用于CMOS图像传感器的流水线模数转换器设计

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吉林大学学报（工学版） 2018年第3期48卷 968-976页

作者：陈鸣陈杰肖璟博中国科学院微电子研究所北京100029 中国科学院大学微电子学院北京100029

设计了一种应用于CMOS图像传感器中的低功耗流水线模数转换器(ADC),并采用逐次逼近寄存器(SAR)ADC辅助流水线架构,提出了一种新型全差分环形放大器。与传统的跨导运算放大器(OTA)相比,所提出的全差分环形放大器能效更高。本文采用0.18μ... 详细信息

设计了一种应用于CMOS图像传感器中的低功耗流水线模数转换器(ADC),并采用逐次逼近寄存器(SAR)ADC辅助流水线架构,提出了一种新型全差分环形放大器。与传统的跨导运算放大器(OTA)相比,所提出的全差分环形放大器能效更高。本文采用0.18μm1P5M工艺完成电路设计及版图布局,当输入频率为19.94 MHz的正弦信号时,仿真显示ADC的信号噪声失真比(SNDR)为57.8dB,无杂散动态范围(SFDR)为64.9dB,最大微分非线性(DNL)为+0.58LSB/-0.33LSB,最大积分非线性(INL)为+0.55LSB/-0.57LSB。整个ADC功耗为3.78mW。

关键词：半导体技术 CMOS图像传感器流水线模数转换器环形放大器逐次逼近寄存器

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一种数字域自校正流水线模数转换器改进结构

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上海交通大学学报 2004年第5期38卷 738-742,746页

作者：李淼陈后鹏戎蒙恬上海交通大学电子工程系上海200030 上海贝岭股份有限公司技术中心上海200233

研究了对流水线模数转换器级间增益误差进行补偿的数字域自校正算法,提出了一种适用于数字域自校正的改进的流水线结构.该结构通过对参考电压的调整,避免了以往自校正结构中产生丢失码字、降低输入范围的现象.结果表明,校正后系统的线... 详细信息

研究了对流水线模数转换器级间增益误差进行补偿的数字域自校正算法,提出了一种适用于数字域自校正的改进的流水线结构.该结构通过对参考电压的调整,避免了以往自校正结构中产生丢失码字、降低输入范围的现象.结果表明,校正后系统的线性度有了大幅度的提升.

关键词：流水线模数转换器数字域自校正线性度

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应用于数字视频接收器的低功耗高速流水线模数转换器的研究

应用于数字视频接收器的低功耗高速流水线模数转换器的研究

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作者：张剑云复旦大学

学位级别：博士

随着数字机顶盒、数字高清电视和液晶平板电视的迅猛发展，日常消费电子产品中的数字视频解调接收器和视频图像处理信号接收前端的重要模块-模数转换器的应用越来越广泛，而且随着整机产品的功能和性能要求越来越高，功耗低面积小的数... 详细信息

随着数字机顶盒、数字高清电视和液晶平板电视的迅猛发展，日常消费电子产品中的数字视频解调接收器和视频图像处理信号接收前端的重要模块-模数转换器的应用越来越广泛，而且随着整机产品的功能和性能要求越来越高，功耗低面积小的数字视频片上系统（SoC）单芯片已经成为10位分辨率、多通道模数转换器的主要应用芯片，例如3通道采集RGB和YUV信号的视频模拟前端。但是由于片上系统单芯片集成了大量的模拟电路和数字逻辑电路，内部时钟频率也非常高，因此导致电路噪声偏大，影响模数转换器的性能。如何使模数转换器既拥有较强的抗干扰能力，同时达到低功耗的要求，越来越成为模拟集成电路研究的热点和难点。论文主要研究了兼容0.18um 1.8V标准数字逻辑CMOS工艺应用于数字视频领域的流水线模数转换器，通过matlab的分析和优化，建立了系统级的设计框架，然后根据系统需求的采样率、输出分辨率等要求计算出影响模数转换器性能参数的限制指标。再根据工艺参数和EDA工具设计出了晶体管级电路并进行了全电路性能仿真。最后设计了整个模数转换器和测试芯片的布局及版图，完成了整个芯片设计的全部流程。期间主要的研究成果和工作有以下几个方面：（1）一般流水线模数转换器常用的动态比较器需要从外部输入参考源与输入信号进行比较然后输出数字域的结果，而本文提出的无输入参考源动态比较器不需要在比较器之外引入参考源而是利用比较器输入对管的差别产生比较阈值，这样减轻了参考源驱动电路的负载，排除了外部电路对动态比较器组成的子模数转换器模块的干扰，另外减少了外部引入参考源走线的数量进而减小了硅面积。（2）论文设计的低功耗高速模数转换器使用了1.8V电源，为了减少开关电容电路采样的信号失真，提出了一种新型的开关栅增压电路，使得信号开关器件的栅电压与输入信号无关，保持开关的导通电阻是常数，而且在增压传输路径中的开关导通电阻也与信号无关，从而降低了信号的谐波失真，提高了电路的动态范围。此外，所有的NMOS开关电路的衬底始终接在电路的最低电平上，这样就使该电路可以在普通的0.18um 1.8V数字标准逻辑CMOS工艺上实现，从而降低了芯片制造成本。（3）虽然流水线模数转换器的冗余位数字校正（RSD）能够消除一定的误差，但是在低电压应用中，由于信号输入幅度相对较高，因此冗佘校正后的误差仍较大，为了保证整个模数转换器依然有良好的线性度和良好的信噪比，论文提出了内插冗余校正技术。该技术的原理是：由于根据系统定义的噪声限制指标和制造工厂提供的工艺匹配参数可以计算出第i级之后插入一级冗余校正级。因此内插冗余校正级可以把第i级的输出大于正常输入范围数倍之内的信号做为输入（主要是第1级到第i级累积的误差并被MDAC电路放大引起的）然后输出时校正到后级能接受的正常输入范围，这样就可以避免最终模数转换器输出钳位和饱和引起整个ADC的线性度和动态范围的下降。（4）为了兼容标准数字逻辑工艺，MDAC中没有使用线性度较高的MiM电容，而是选择了三明治式金属层间电容（stack capacitor），这需要通过仔细提取金属层间电容的寄生参数以确保电容的线性度能保证整个ADC的性能。（5）为了优化电路的功耗和面积，论文设计的流水线模数转换器采用了运算放大器复用技术，这样可以让相邻的两个MDAC共用一个运算放大器，有效地降低了功耗和面积。论文进行了两次硅实验，实验一是使用0.5um 2层多晶硅3层金属CMOS混合信号工艺实现了1MHz采样的10位流水线模数转换器电路，验证满足静态参数特性和动态参数性能的设计方法；实验二是使用0.18um 1.8V单层多晶硅6层金属标准逻辑工艺实现了100MHz采样的10位流水线模数转换器。在模数转换器的测试方面主要设计了高速电路应用的PCB板和整个测试平台环境搭建。实验一和实验二的DNL分别为0.71 LSB和0.47LSB；INL分别为0.8LSB和0.55LSB；实现的有效位（ENOB）分别为9.7位（1MHz采样）和9.3位（100MHz采样）；芯片面积分别为1.7mm2和0.98mm2；功耗分别为45mW和63mW，其中实验二的功耗优质因子（FOM）和面积优质因子（FOMA）分别为0.995pJ.V／Sa和1.55e-11mm2／Sa，这两个指标达到了近几年收录在JSSC和ISSCC等国际核心刊物的流水线模数转换器的研究成果，能够实现低功耗低硅面积数字视频及SoC嵌入式应用。

关键词：流水线模数转換器子模数转换器动态比较器 MDAC 开关电容电路开关栅增压电路运算放大器数字校正内插冗余校正带隙基准源非交叠时钟发生电路 0.18微米标准逻辑CMOS工艺数字视频模拟前端

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16位高速CMOS流水线模数转换器关键技术研究

16位高速CMOS流水线模数转换器关键技术研究

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作者：赵磊西安电子科技大学

学位级别：博士

模数转换器（ADC）已广泛应用于无线通信系统、雷达等电子信息系统。随着新一代无线移动通信时代的到来，通信系统中数字中频接收机对模数转换器的性能提出了更高的要求，而兼顾了速度和精度的流水线（Pipelined）模数转换器是适应这种... 详细信息

模数转换器（ADC）已广泛应用于无线通信系统、雷达等电子信息系统。随着新一代无线移动通信时代的到来，通信系统中数字中频接收机对模数转换器的性能提出了更高的要求，而兼顾了速度和精度的流水线（Pipelined）模数转换器是适应这种需求的较好选择。论文针对无线通信领域对ADC转换精度、速度以及动态性能的要求，研究并优化流水线模数转换器的系统结构和关键单元模块，设计了一种16位100MHz采样率的CMOS流水线模数转换器。基于流水线模数转换器系统噪声限制、主要功耗单元分析，利用参数建模并结合级间递减（Scaling down）技术，获得了优化的16位流水线模数转换器系统级精度分布，并根据系统噪声的要求确定了各级电路中采样电容的大小。依据上述系统设计方案提出了如下优化设计技术：提出了一种改进的冗余位流水线校正算法，采用平均分配量化区间和压缩输出范围等技术，不仅保持了传统数字校正算法的功能，而且提高了输出信号的线性度。同时，新算法在编码中引入负向冗余码和正向冗余码，实现溢出判断功能。基于延迟锁相环原理提出了一种快速锁定的高精度低抖动时钟稳定电路。采用输入时钟单边沿的延迟控制，实现调节输出时钟占空比，降低了电路复杂度和输出时钟抖动。提出了一种能自动校零、多级前置放大的锁存比较器，解决了流水线子转换器对比较器低输入失调电压、高转换速度的要求。采用改进的栅压自举开关和增益自举的伪差分共源共栅运算放大器，实现了高速、高精度和高动态范围的采样保持电路。针对实际工艺中电容失配引入的误差，提出了一种前台模拟校准方法。该方法可以对流水线子DAC中电容失配引起的非线性误差进行校准且具有较高的校准精度。基于上述设计方法，采用SMIC0.18μm1P6M CMOS数模混合工艺设计了一款16位100MHz流水线模数转换器。仿真结果表明，在3.3V电源供电下，输入量化电压范围为2.5V，电路功耗为750mW，芯片有效面积16mm2。在采样时钟频率为100MHz，输入信号频率为50MHz时，SFDR为98.25dB，SNDR为87.78dB，ENOB为14.25位，已达到同类设计的优秀水平。

关键词：流水线模数转换器高速采样保持校准 CMOS

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用于DTMB接收机的10bit,40MS/s,72dB SFDR流水线模数转换器

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Journal of Semiconductors 2008年第2期29卷 366-370页

作者：殷秀梅魏琦杨斌杨华中清华大学电子工程系北京100084

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9.14bi... 详细信息

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0.18μm1P6MCMOS工艺实现,电源电压为3.3V,核心面积为1mm2,功耗为78mW.

关键词：模数转换器流水线模数转换器无杂散动态范围

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一种用于流水线模数转换器的电容失配校准方法

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电子学报 2002年第11期30卷 1704-1706页

作者：李福乐李冬梅张春王志华清华大学电子工程系北京100084

对于流水线模数转换器来说 ,电容失配是一种主要的非线性误差源 .为了减小电容失配误差 ,本文提出了一种电容失配校准的方法 .该方法通过一种电荷相加、电容交换和电荷反转移的电路技术 ,可将电容失配误差减小至其 2次项 .动态模型仿真... 详细信息

对于流水线模数转换器来说 ,电容失配是一种主要的非线性误差源 .为了减小电容失配误差 ,本文提出了一种电容失配校准的方法 .该方法通过一种电荷相加、电容交换和电荷反转移的电路技术 ,可将电容失配误差减小至其 2次项 .动态模型仿真演示了一个由 4 bit电容匹配精度实现 12 bit积分非线性 (INL)的例子 ,验证了电容失配校准的有效性 .与传统电路相比 ,该方法只需在模拟电路中增加几个开关 ,因此电路实现仍然简单 .另一方面 ,由于一个转换周期需要 2个以上的时钟相 ,会影响模数转换的速度 .因此 ,该方法适用于中等高速。

关键词：流水线模数转换器电容失配校准方法电容交换电路技术 ADC模拟仿真

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一种基于40nm CMOS工艺12位60 MHz流水线模数转换器

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微电子学与计算机 2016年第11期33卷 54-59页

作者：谢灿魏子辉黄水龙中国科学院微电子研究所北京100029 新一代通信射频芯片技术北京市重点实验室北京100029

采用带采样/保持电路,由10级1.5位每级级电路和最后一级为2位flash ADC组成的流水线结构,设计了一种12位60MHz高性能流水线模数转换器.在设计中采用栅压自举开关降低非线性,采用带增益自举的折叠式共源共栅输入级和AB类输出级的运放,采... 详细信息

采用带采样/保持电路,由10级1.5位每级级电路和最后一级为2位flash ADC组成的流水线结构,设计了一种12位60MHz高性能流水线模数转换器.在设计中采用栅压自举开关降低非线性,采用带增益自举的折叠式共源共栅输入级和AB类输出级的运放,采用动态锁存比较器,同时逐级优化级电路中采样电容以及运放的增益和带宽.在SMIC 40nm CMOS工艺下,当输入信号为1.875 MHz,采样速率为60 MHz时,SNDR为68.7dB,SFDR为74.6dB,ENOB为11.12bit,芯片的核心面积为0.95mm2,1.1V的电源电压下,消耗的总电流为56mA.

关键词：流水线模数转换器高性能采样/保持电路栅压自举开关动态锁存比较器

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