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一种采用时域比较器的低功耗逐次逼近型模数转换器的设计 被引量:4
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作者 张蕾 杨晨晨 王兴华 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期526-530,共5页
基于CMOS 90 nm工艺设计了一款采用时域比较器的10位逐次逼近型模数转换器(successive approximation register analog-to-digital convertor,SAR ADC).与传统动态比较器相比,时域比较器利用差分多级电压控制型延时线将电压信号转为时... 基于CMOS 90 nm工艺设计了一款采用时域比较器的10位逐次逼近型模数转换器(successive approximation register analog-to-digital convertor,SAR ADC).与传统动态比较器相比,时域比较器利用差分多级电压控制型延时线将电压信号转为时间信号,并通过鉴相器鉴别相位差而得到比较器结果,减小了共模偏移对比较器的影响和静态功耗.同时,电路采用部分单调式的电容阵列电压转换过程,有效减小电容阵列总电容及其功耗.仿真结果表明,在电源电压1 V,采样率308 kS/s,信号幅度0.9 V的情况下,有效位数(ENOB)为9.45 bits,功耗为13.48μW. 展开更多
关键词 逐次逼近模数转换器 模数转换器时域比较器 低功耗
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低功耗高精度逐次逼近型模数转换器的设计 被引量:5
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作者 袁小龙 赵梦恋 +1 位作者 吴晓波 严晓浪 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2153-2157,共5页
为解决现代数字和数模混合系统中动态模数转换器高精度、低功耗与低成本之间的矛盾,提出一种10位和200×103/s采样数的逐次逼近式模数转换器(SAR-ADC).对电容式数模转换器电容阵列的导通时序进行了优化,在采样保持电路中加入消失调... 为解决现代数字和数模混合系统中动态模数转换器高精度、低功耗与低成本之间的矛盾,提出一种10位和200×103/s采样数的逐次逼近式模数转换器(SAR-ADC).对电容式数模转换器电容阵列的导通时序进行了优化,在采样保持电路中加入消失调功能,在比较器设计中引入预增益级和锁存级.该模数转换器已在标准数字互补性金属氧化物半导体工艺下实现.测试结果表明,该转换器积分非线性度小于1个最低有效位(LSB),差分非线性度小于0.5 LSB.在200 kHz采样率和191 Hz输入信号频率下信噪比为59 dB,并且在5 V供电电压下功耗为2.5mW,芯片面积为1.3 mm2,其性能已达到ADC高线性度和低功耗的设计要求. 展开更多
关键词 逐次逼近模数转换器 比较器 开关时序 积分非线性 低功耗
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基于分段电容阵列的改进型逐次逼近型ADC
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作者 胡毅 李振国 +3 位作者 侯佳力 国千崧 邓新伟 胡伟波 《半导体技术》 CAS 北大核心 2022年第2期126-133,共8页
为缩短高速模数转换器(ADC)中高位(MSB)电容建立时间以及减小功耗,提出了一种基于分段式电容阵列的改进型逐次逼近型(SAR)ADC结构,通过翻转小电容阵列代替翻转大电容阵列以产生高位数字码,并利用180 nm CMOS工艺实现和验证了此ADC结构... 为缩短高速模数转换器(ADC)中高位(MSB)电容建立时间以及减小功耗,提出了一种基于分段式电容阵列的改进型逐次逼近型(SAR)ADC结构,通过翻转小电容阵列代替翻转大电容阵列以产生高位数字码,并利用180 nm CMOS工艺实现和验证了此ADC结构。该结构一方面可以缩短产生高位数码字过程中的转换时间,提高量化速度;另一方面其可以延长大电容的稳定时间,减小参考电压的负载。通过缩小比较器输入对管的面积以减小寄生电容带来的误差,提升高位数字码的准确度。同时,利用一次性校准技术减小比较器的失配电压。最终,采用180 nm CMOS工艺实现该10 bit SAR ADC,以验证该改进型结构。结果表明,在1.8 V电源电压、780μW功耗、有电路噪声和电容失配情况下,该改进型SAR ADC得到了58.0 dB的信噪失真比(SNDR)。 展开更多
关键词 分段电容阵列 失配电压 锁存式比较器 一次性校准 逐次逼近型(SAR)模数转换器(ADC)
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基于过采样的通用生物电检测系统的实现 被引量:6
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作者 何峰 李刚 林凌 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1178-1182,共5页
生物电信号的检测要求系统具有极高的分辨率、宽动态范围以及强噪声抑制能力.为此,以18位800 kSPS的SAR ADC AD7674为核心,结合过采样技术构造生物电检测系统.过采样的抽取分两步进行:第一级抽取,通过设置不同的过采样率使系统的分辨率... 生物电信号的检测要求系统具有极高的分辨率、宽动态范围以及强噪声抑制能力.为此,以18位800 kSPS的SAR ADC AD7674为核心,结合过采样技术构造生物电检测系统.过采样的抽取分两步进行:第一级抽取,通过设置不同的过采样率使系统的分辨率达到与Σ?ADC相当的水平;第二级抽取,则利用过采样的低通效应,使主频接近的生理信号得以分离.过采样技术的引用使系统电路极大简化,并且系统的性能参数软件可调,具有更高的灵活性.将该系统应用于幅值相差悬殊的心电和胃电的同步检测,取得了良好的效果,说明系统具有较好的通用性,足以满足多种生物电信号检测的需要. 展开更多
关键词 生物电检测 过采样 逐次逼近模数转换器 有效位数 动态范围
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高精度SAR ADC电容阵列设计及校准算法
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作者 金鹏展 丁晟 +2 位作者 黄玮 朱樟明 居水荣 《半导体技术》 CAS 北大核心 2023年第11期1020-1029,共10页
在高精度逐次逼近寄存器模数转换器(SAR ADC)中,电容阵列是SAR ADC的核心之一。电容阵列中的电容失配问题是导致转换精度降低的一个重要原因。为了尽可能改善这一问题,设计了一种6+6+6分段电容阵列,并且基于这种阵列设计了权重迭代算法... 在高精度逐次逼近寄存器模数转换器(SAR ADC)中,电容阵列是SAR ADC的核心之一。电容阵列中的电容失配问题是导致转换精度降低的一个重要原因。为了尽可能改善这一问题,设计了一种6+6+6分段电容阵列,并且基于这种阵列设计了权重迭代算法的前台数字校准。该方法不需要额外的电容阵列,利用自身的电容阵列与比较器量化出电容失配,计算出每一位输出码的权重校准系数,用来对正常量化出的输出码进行编码,实现校准功能。仿真结果表明,引入电容失配的18 bit SAR ADC经过该算法校准后,信噪比(SNR)从77.6 dB提升到107.6 dB,无杂散动态范围(SFDR)从89.8 dB提升到125.6 dB,有效位数(ENOB)从12.54 bit提升到17.54 bit。在SMIC 0.18μm工艺下,该校准算法对高精度SAR ADC的动态性能具有较大提升。 展开更多
关键词 逐次逼近寄存器模数转换器(SAR ADC) 电容失配 电容阵列 校准 有效位数(ENOB) 信噪比(SNR)
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