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一种11bit流水线高速模数转换器 被引量：1
1
作者 黄政 蔡孟冶 姜岩峰 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第6期561-568,共8页
为解决流水线模数转换器(ADC)在连续工作时功耗高、电容器匹配度有限以及运算放大器大摆幅输出信号下线性度下降的问题,基于0.5μm BCD工艺,设计了一款11 bit流水线高速ADC。提出了无采样保持放大器、幅度减半和多位量化相结合的设计方... 为解决流水线模数转换器(ADC)在连续工作时功耗高、电容器匹配度有限以及运算放大器大摆幅输出信号下线性度下降的问题,基于0.5μm BCD工艺,设计了一款11 bit流水线高速ADC。提出了无采样保持放大器、幅度减半和多位量化相结合的设计方法,使ADC在大摆幅信号下有足够的线性度来处理信号,同时使电容数模转换器(DAC)的匹配精度满足ADC分辨率的要求,极大地降低了对电容阵列几何参数的匹配精度要求,具有较低的功耗。采用Cadence Virtuoso设计版图,测试结果表明,芯片的微分非线性(DNL)在-0.5~+0.5 LSB范围内,有效位数(ENOB)为10.61 bit,功耗为97 mW,获得了较好的性能。 展开更多
关键词 流水线模数转换器(adc) 幅度减半 无采样保持 线性度 多位量化 电容失配 有效位数(ENOB)
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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 被引量：3
2
作者 李福乐 李冬梅 +1 位作者 张春 王志华 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第11期1704-1706,共3页
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... 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。 展开更多
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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流水线模数转换器中高速低功耗开环余量放大器的设计 被引量：5
3
作者 张鸿 陈贵灿 +1 位作者 程军 贾华宇 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期751-755,共5页
为了降低流水线模数转换器(ADC)中余量放大器的功耗并提高其速度,提出了一种新的开环余量放大器结构及其增益控制方法.该放大器采用简单差动对结构,并使用放大器的复制电路和一个差动差值放大器来控制主放大器输入对管的跨导,以稳定开... 为了降低流水线模数转换器(ADC)中余量放大器的功耗并提高其速度,提出了一种新的开环余量放大器结构及其增益控制方法.该放大器采用简单差动对结构,并使用放大器的复制电路和一个差动差值放大器来控制主放大器输入对管的跨导,以稳定开环余量放大器的增益.所提出的放大器结构可以工作在低电源电压下,而且不需要共模反馈电路,与采用共源共栅结构和共模反馈的开环放大器相比,功耗更低,响应速度更快.仿真结果表明,所提开环余量放大器的功耗仅为5.5 mW,在满幅度阶跃输入的情况下,输出建立时间小于3 ns.将该开环余量放大器应用到采用数字校准的流水线ADC中,实现了采样率为4×107s-1的12位模数转换. 展开更多
关键词 模数转换器 流水线 开环余量放大器 数字校准
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流水线模数转换器的一种数字校准技术 被引量：5
4
作者 贾华宇 陈贵灿 +2 位作者 程军 张鸿 沈磊 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期991-995,共5页
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... 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. 展开更多
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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流水线模数转换器的一种数字校准技术 被引量：5
5
作者 贾华宇 陈贵灿 +2 位作者 程军 张鸿 沈磊 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期759-759,共1页
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... 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了优化设计，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4×10^7s^-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％， 展开更多
关键词 流水线模数转换器 校准技术 自适应搜索算法 种数 数字电路 校准电路 统计规律 优化设计
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流水线模数转换器中的宽带电流型运算放大器 被引量：1
6
作者 贾华宇 刘丽 张建国 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2855-2860,共6页
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... 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。 展开更多
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接口电路 被引量：1
7
作者 常春波 廖述建 李晓芳 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期907-908,910,共3页
本文介绍了基于流水线结构的模数转换器的基本结构及原理,并在此基础上给出了流水线型AD转换器的接口电路,能很好的匹配AD转换器的性能,消除转换时产生的误差和干扰。
关键词 流水线 模数转换器 接口电路
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12位100MHz Bicmos流水线模数转换器的设计 被引量：1
8
作者 王小力 刘云涛 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1204-1208,共5页
为了解决流水线结构模数转换器（ADC）的高速度、高精度和大动态范围兼顾问题，提出了一种改进的2．5b／级与1．5b／级结构相结合的系统设计方案．该系统中，流水线第1级采用2．5b／级结构，2～10级均采用1．5b／级结构，改进后的结构... 为了解决流水线结构模数转换器（ADC）的高速度、高精度和大动态范围兼顾问题，提出了一种改进的2．5b／级与1．5b／级结构相结合的系统设计方案．该系统中，流水线第1级采用2．5b／级结构，2～10级均采用1．5b／级结构，改进后的结构增大了系统的动态范围，同时更加模块化，降低了电路设计的复杂度．设计了2级Bicmos运算放大器，并提出了一种全新的应用于1．5b／级结构的差分比较器．所设计的运算放大器可同时实现高增益、大带宽，电路速度快，不需要额外的补偿电容，可应用于高频环境，并具有较大的输出摆幅．所设计的差分比较器电路简化，节省了元件，不需电阻分压网络产生参考电压，减小了芯片面积．ADC系统采用0．35μm Bicmos工艺技术和3．3V工作电压，经仿真实验，在100MHz的采样频率下，该系统的信噪比为73．7dB，对应的有效位为11．95b，无杂散动态范围为87．4dB，实现了12位高分辨率和100MHz的高采样速度． 展开更多
关键词 流水线 结构模数转换器 运算放大器 比较器
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改善辐照加固设计流水线型模数转换器性能的抖动电路技术
9
作者 余金山 梁盛铭 +5 位作者 马卓 王育新 张瑞涛 刘涛 李婷 俞宙 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期129-132,137,共5页
提出了一种能够改善高精度辐照加固设计流水线型模数转换器(ADC)动态性能指标的减式抖动电路技术.其中,基于深度伪随机数生成器所产生的伪随机数来驱动高精度数模转换器而生成所需的抖动信号,将抖动信号与ADC的输入信号相加输送给ADC进... 提出了一种能够改善高精度辐照加固设计流水线型模数转换器(ADC)动态性能指标的减式抖动电路技术.其中,基于深度伪随机数生成器所产生的伪随机数来驱动高精度数模转换器而生成所需的抖动信号,将抖动信号与ADC的输入信号相加输送给ADC进行量化,并将抖动信号从ADC量化输出中减去,以降低ADC的信噪比.结果表明,所提出的抖动电路技术能够改善ADC的静态和动态性能,特别是在ADC量化小的输入信号时. 展开更多
关键词 抖动 流水线 抗辐照加固设计 模数转换器
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采用预充开关运放的低功耗12位40MS/s流水线模数转换器
10
作者 魏琦 韩丹丹 杨华中 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期292-297,共6页
设计了一个采用新型预充快速开启开关运放的低功耗12位40MS/s流水线模数转换器(ADC)。该转换器通过采用新型预充开关运放技术、采样保持电路消去结构、动态比较器和优化采样电容,大大降低了电路的功耗。电路设计采用1.8V 1P6M 0.18μmC... 设计了一个采用新型预充快速开启开关运放的低功耗12位40MS/s流水线模数转换器(ADC)。该转换器通过采用新型预充开关运放技术、采样保持电路消去结构、动态比较器和优化采样电容,大大降低了电路的功耗。电路设计采用1.8V 1P6M 0.18μmCMOS工艺,仿真结果表明,在40MS/s采样速率下,输入信号为19MHz时,无杂散动态范围(SFDR)为90.15dB,信噪失真比(SNDR)为72.98dB,功耗为27.9mW。 展开更多
关键词 流水线 模数转换器(adc) 开关运算放大器
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1.8V 10bit 40MS/s的流水线模数转换器 被引量：3
11
作者 谭晓 郭桂良 +1 位作者 杜占坤 阎跃鹏 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1046-1050,共5页
设计了一个10bit,40MS/s流水线模数转换器,适用于无线传感器网络(WSN)嵌入式芯片中。基于对电容失配的非线性影响的分析,提出了每级多比特的结构,使ADC具有很好的线性度。片内集成了参考电压源,大大减少了外围电路的数量。芯片采用SMIC0... 设计了一个10bit,40MS/s流水线模数转换器,适用于无线传感器网络(WSN)嵌入式芯片中。基于对电容失配的非线性影响的分析,提出了每级多比特的结构,使ADC具有很好的线性度。片内集成了参考电压源,大大减少了外围电路的数量。芯片采用SMIC0.18μmCMOS工艺实现,在40MS/s采样率下,电路微分非线性(DNL)最大0.42LSB,积分非线性(INL)最大0.93LSB,有效精度(ENOB)最高达9bit。电路使用1.8V电压供电,核心面积1.5mm2,核心电路功耗73mW。 展开更多
关键词 无线传感网 模数转换器 流水线 电容失配 参考电压源
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一种10位50MHz流水线模数转换器的设计 被引量：2
12
作者 王林锋 周建伟 +2 位作者 甘小伟 刘利宾 邢少川 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期122-125,共4页
采用每级1.5 bit和每级2.5 bit相结合的方法设计了一种10位50 MHz流水线模数转换器。通过采用自举开关和增益自举技术的折叠式共源共栅运算放大器,保证了采样保持电路和级电路的性能。该电路采用华润上华(CSMC)0.5μm 5 V CMOS工艺进行... 采用每级1.5 bit和每级2.5 bit相结合的方法设计了一种10位50 MHz流水线模数转换器。通过采用自举开关和增益自举技术的折叠式共源共栅运算放大器,保证了采样保持电路和级电路的性能。该电路采用华润上华(CSMC)0.5μm 5 V CMOS工艺进行版图设计和流片验证,芯片面积为5.5 mm2。测试结果表明:该模数转换器在采样频率为50 MHz,输入信号频率为30 kHz时,信号加谐波失真比(SNDR)为56.5 dB,无杂散动态范围(SFDR)为73.9 dB。输入频率为20 MHz时,信号加谐波失真比为52.1 dB,无杂散动态范围为65.7 dB。 展开更多
关键词 流水线模数转换器 采样保持电路 运算放大器 自举开关 增益自举
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流水线模数转换器系统功耗建模与优化方法 被引量：1
13
作者 杨巧 吴晓波 +1 位作者 赵梦恋 徐建 《浙江大学学报（理学版）》 CAS CSCD 2012年第2期171-176,共6页
针对低功耗应用的需求,对流水线模数转换器(ADC)的系统功耗进行了研究与分析,深入探讨了余量放大器电流、级分辨率分配、热噪声限制、电容缩减系数以及前级采样保持电路等因素对系统功耗的影响.在分析基础上进行了功耗建模,导出系统总功... 针对低功耗应用的需求,对流水线模数转换器(ADC)的系统功耗进行了研究与分析,深入探讨了余量放大器电流、级分辨率分配、热噪声限制、电容缩减系数以及前级采样保持电路等因素对系统功耗的影响.在分析基础上进行了功耗建模,导出系统总功耗.同时,提出采用混合搜索算法来同时优化流水线每一级的精度和单位电容值,实现了一个可以自动完成整个优化过程的CAD工具,应用该工具分别在不同优化条件下对10～15位流水线ADC进行了优化,并给出了14位,100MS.s-1 ADC的具体优化结果. 展开更多
关键词 流水线adc 系统级优化 功耗优化 CAD
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一种采用4bit MDAC的12bit流水线模数转换器 被引量：2
14
作者 庞瑞龙 赵毅强 +1 位作者 岳森 秦国轩 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期93-97,102,共6页
采用GF 0.18μm标准CMOS工艺,设计并实现了一种12 bit 20 MS/s流水线模数转换器(ADC)。整体架构采用第一级4 bit与1.5 bit/级的相结合的方法。采用改进的增益数模单元(MDAC)结构和带驱动能力的栅自举开关来提高MDAC的线性度和精度。为... 采用GF 0.18μm标准CMOS工艺,设计并实现了一种12 bit 20 MS/s流水线模数转换器(ADC)。整体架构采用第一级4 bit与1.5 bit/级的相结合的方法。采用改进的增益数模单元(MDAC)结构和带驱动能力的栅自举开关来提高MDAC的线性度和精度。为了降低子ADC的功耗,采用开关电容式比较器。仿真结果表明,优化的带驱动的栅自举开关可减小采样保持电路(SHA)的负载压力,有效降低开关导通电阻,降低电路的非线性。测试结果表明:在20 MS/s的采样率下,输入信号为1.234 1 MHz时,该ADC的微分非线性(DNL)为+0.55LSB/-0.67LSB,积分非线性(INL)为+0.87LSB/-0.077LSB,信噪比(SNR)为73.21 dB,无杂散动态范围(SFDR)为69.72 dB,有效位数(ENOB)为11.01位。芯片面积为6.872 mm2,在3.3 V供电的情况下,功耗为115 mW。 展开更多
关键词 模数转换器(adc) 增益数模(MDAC) 带驱动栅自举开关 开关电容比较器 CMOS工艺
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并行流水线模数转换器 被引量：1
15
作者 吕彦涛 张晓林 张超 《电子测量技术》 2005年第6期63-64,共2页
文中讨论并行流水线模数转换器的结构和设计方法,并且给出CMOS工艺下的测试结论。对高速模数转换器设计方法的研究对于开发第三代移动通信产品具有重要的意义。
关键词 CMOS 并行流水线 模数转换器 设计方法 adc结构
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12bit 10MS/s流水线结构模数转换器 被引量：2
16
作者 杨战鹏 叶星宁 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期59-62,共4页
介绍了12 bit,10 MS/s流水线结构的模数转换器IP核设计。为了实现低功耗,在采样电容和运放逐级缩减的基础上,电路设计中还采用了没有传统前端采样保持放大器的第一级流水线结构,并且采用了运放共享技术。瞬态噪声的仿真结果表明,在10 MH... 介绍了12 bit,10 MS/s流水线结构的模数转换器IP核设计。为了实现低功耗,在采样电容和运放逐级缩减的基础上,电路设计中还采用了没有传统前端采样保持放大器的第一级流水线结构,并且采用了运放共享技术。瞬态噪声的仿真结果表明,在10 MHz采样率和295 kHz输入信号频率下,由该方法设计的ADC可以达到92.56 dB的无杂散动态范围,72.97 dB的信号噪声失调比,相当于11.83个有效位数,并且在5 V供电电压下的功耗仅为44.5 mW。 展开更多
关键词 流水线模数转换器 运放共享 去除前端采样保持 采样率 片上系统
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流水线模数转换器设计 被引量：2
17
作者 张睿 尹勇生 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2012年第3期223-228,共6页
设计了一款14位、125MS/s流水线模数转换器(ADC)。通过前端采样/保持电路(SHA)消除对输入信号采样的孔径误差,采用4位结构的首级转换电路提高ADC线性性能,设计了带输入缓冲的栅压自举开关以缓解首级转换电路输入采样开关中自举电容对SH... 设计了一款14位、125MS/s流水线模数转换器(ADC)。通过前端采样/保持电路(SHA)消除对输入信号采样的孔径误差,采用4位结构的首级转换电路提高ADC线性性能,设计了带输入缓冲的栅压自举开关以缓解首级转换电路输入采样开关中自举电容对SHA的负载效应,流水线ADC级间通过逐级按比例缩减策略使功耗得到节省。该设计采用0.18μm 1P5MCMOS工艺,ADC版图面积2.3 mm×1.4 mm。Spectre后仿真结果显示,采样频率125 MHz、输入信号在接近Nyquist频率(61MHz)处时信号噪声畸变比(SNDR)和无杂散动态范围(SFDR)可分别达到75.7 dB和85.9 dB。在1.8V电源电压下,ADC核心部分功耗为263 mW。 展开更多
关键词 流水线adc 栅压自举开关 级间按比例缩减
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一种数字域自校正流水线模数转换器改进结构 被引量：1
18
作者 李淼 陈后鹏 戎蒙恬 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期738-742,746,共6页
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... 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. 展开更多
关键词 流水线模数转换器 数字域自校正 线性度
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全差分环形放大器的流水线模数转换器设计 被引量：1
19
作者 陈鸣 肖璟博 +1 位作者 陈敏 陈杰 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期196-201,共6页
为了实现低功耗流水线模数转换器,本文提出了一种新型全差分环形放大器,并基于它设计了一款10 bit40 MS/s流水线模数转换器。本文采用HHGRACE 0. 18μm 1P6M混合信号工艺完成电路设计,当差分输入频率为2. 001 95 MHz的正弦信号时,仿真... 为了实现低功耗流水线模数转换器,本文提出了一种新型全差分环形放大器,并基于它设计了一款10 bit40 MS/s流水线模数转换器。本文采用HHGRACE 0. 18μm 1P6M混合信号工艺完成电路设计,当差分输入频率为2. 001 95 MHz的正弦信号时,仿真得到有效位数为9. 74位,最大微分非线性±0. 5LSB,最大积分非线性为±0. 65 LSB,整个ADC功耗为5. 32 m W,实现了低功耗模数转换器的设计。 展开更多
关键词 环形放大器 流水线 模数转换器 全差分 有效位数 信号噪声失真比
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降低流水线型模数转换器功耗 被引量：1
20
作者 周波 林涛 《电子测量技术》 2005年第5期17-17,21,共2页
文中提出基于开关电容电路设计形式的功耗优化方法。该方法通过减小采样电容与反馈电容的比值来优化功耗,适用于高速、低精度的流水线型模数转换器。使用此方法可使每级位数均为1.5bit的流水线型模数转换器节省10％的功耗。
关键词 流水线 功耗优化 开关电容 模数转换器 流水线型 开关电容电路 设计形式 反馈
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