技术领域

Data Converters

279 篇

ISSCC 2009Session 4Data Converters0.13µm CMOS
Wenbo Liu1, Yuchun Chang1,2, Szu-Kang Hsien1,3, Bo-Wei Chen3,
该论文提出一个基于0.13μm CMOS工艺的600MS/s ADC阵列,通过自适应数字均衡技术实现超过60dB SFDR,同时功耗仅30mW。解决了高速交织ADC中通道失配引起的SFDR下降问题。
采用自适应数字均衡技术动态校正通道失配,无需额外模拟校准回路。
利用伪差分顶板采样器和虚设开关/复制阱偏置技术提升前端THA线性度至8位以上。
ISSCC 2009Session 4Data Converters65nm CMOS
Ying-Zu Lin, Soon-Jyh Chang, Yen-Ting Liu, Chun-Cheng Liu, Guang-Ying Huang
该论文提出了一种5位800MS/s的异步二进制搜索ADC,采用65nm CMOS工艺,功耗仅2mW。它解决了传统flash ADC功耗大、面积大和SAR ADC转换速度慢的问题,实现了高速低功耗的模数转换。
提出异步二进制搜索结构,结合了SAR的低功耗和flash的高速,单周期内完成所有比较。
采用异步控制逻辑,无需高速时钟,降低功耗和设计复杂度。
ISSCC 2009Session 4Data Converters
R. C. Taft1, P. A. Francese1, M. R. Tursi1, O. Hidri1, A. MacKenzie2,
该论文提出了一种1.8V、1.0GS/s、10位自校准统一折叠插值ADC,通过嵌入比较器并利用自校准技术校正前级判决,实现了9.1 ENOB的奈奎斯特频率性能,同时减少了比较器数量并抑制了闪烁码。
采用统一折叠插值架构,通过嵌入比较器减少比较器数量(10位设计仅需20个比较器)。
引入自校准技术,利用后级增益校正前级判决,改善差分线性并完全抑制闪烁码。
ISSCC 2009Session 4Data Converters45nm LP CMOS
Erkan Alpman1,2, Hasnain Lakdawala1, L. Richard Carley2, K. Soumyanath1
该论文提出了一种在45nm LP数字CMOS工艺下实现的1.1V、50mW、2.5GS/s、7位时间交织C-2C SAR ADC,解决了高速通信系统中低功耗、高采样率ADC的设计挑战。通过时间交织结构和C-2C电容阵列,实现了高能效和高速度的模数转换。
采用时间交织C-2C SAR架构,在低功耗数字CMOS工艺中实现2.5GS/s的高速采样。
利用金属指状电容(MFC)的匹配和密度优势,提升ADC的线性度和能效。
ISSCC 2009Session 4Data Converters65nm CMOS
C-H. Lin1, F. van der Goes2, J. Westra2, J. Mulder2, Y. Lin2, E. Arslan2,
该论文提出了一款采用65nm CMOS工艺实现的12位2.9GS/s电流舵数模转换器(DAC),其在1GHz以上频率实现了IM3<-60dBc,同时驱动50Ω负载并输出2.5Vpp差分摆幅,功耗仅为188mW。解决了高速DAC在高频下线性度与功耗的平衡问题。
通过创新的电流源开关架构,在65nm CMOS工艺下实现了2.9GS/s的高采样率与超过1GHz的低IM3失真。
在保持高输出摆幅(2.5Vpp-diff)和低功耗(188mW)的同时,实现了60dB以上的SFDR(在2.9GS/s且>340MHz频率下)。
ISSCC 2008Session 30Data Converters
Denis C. Daly, Anantha P. Chandrakasan
该论文提出了一种高度数字化的闪存型ADC架构,能够在0.2V至0.9V的宽电源电压范围内工作,适用于能量受限的微传感器无线网络和植入式生物医学设备。通过引入比较器冗余技术,解决了低电压下器件泄漏和失配问题,实现了低功耗、高能效的模数转换。
提出了一种高度数字化的闪存型ADC架构,兼容先进CMOS工艺,支持从亚阈值区(200mV)到近阈值区(900mV)的宽电压工作。
采用比较器冗余技术,有效缓解了低电压下器件泄漏和失配对ADC性能的影响,提高了低电压下的转换精度。
ISSCC 2008Session 30Data Converters90nm CMOS
Yasuhide Shimizu, Shigemitsu Murayama, Kohhei Kudoh, Hiroaki Yatsuda
本文提出一种在90nm CMOS工艺下实现的300MS/s 8位子区式ADC,通过采用分裂负载插值放大器(SLA)阵列,将并行预放大器和比较器数量减半,从而将面积和功耗降低一半,解决了传统子区式ADC中大量并行连接造成的瓶颈问题。
提出分裂负载插值放大器(SLA)作为预放大器,通过创新的负载分配和插值技术,减少并行路径数量。
在保持8位精度的同时,将预放大器和比较器数量减半,显著降低芯片面积和功耗。
ISSCC 2008Session 30Data Converters
Bob Schell, Yannis Tsividis
该论文提出了一种无时钟的ADC/DSP/DAC系统,通过消除采样和时钟信号,实现了无混叠、无杂散频率且功耗随输入活动动态降低的特性,适用于助听器等便携实时应用。该系统是首个实现连续时间数字信号处理的尝试。
提出无时钟架构,消除采样和时钟,避免了传统DSP中的混叠和时钟相关杂散频率。
实现活动相关功耗,输入活动减小时功耗自动降低,适合便携应用。
ISSCC 2008Session 30Data Converters90nm CMOS
Stephan Henzler1, Siegmar Koeppe1, Winfried Kamp1, Hans Mulatz2, Doris Schmitt-Landsiedel2
该论文提出了一种基于局部无源插值的高分辨率时间-数字转换器(TDC),在90nm CMOS工艺下实现了4.7ps分辨率、0.7-LSB单次精度和19pJ/转换的低功耗。解决了传统Vernier TDC延迟线过长的问题,适用于时间飞行测量、抖动测试等应用。
采用局部无源插值技术实现亚门级延迟分辨率,避免了长延迟线带来的面积和功耗开销。
通过单次精度0.7-LSB和19pJ/转换的低功耗,实现了高性能与低能耗的平衡。
ISSCC 2008Session 30Data Converters65nm CMOS
Kang-Wei Hsueh, Yu-Kai Chou, Yu-Hsuan Tu, Yi-Fu Chen,
该论文提出了一种在65nm CMOS工艺下、1V供电、11位200MS/s的流水线ADC,采用数字后台校准技术来解决低电压下高增益运放设计困难的问题。通过校准技术,有效克服了先进纳米工艺中增益不足和电容失配的限制。
采用数字后台校准技术,无需中断正常转换即可校正增益误差和电容失配。
在65nm低电压CMOS工艺下实现了11位200MS/s的高性能流水线ADC。
ISSCC 2008Session 30Data Converters90nm CMOS
Peter Schvan1, Jerome Bach2, Chris Falt1, Philip Flemke1,
本文提出了一款采用90nm CMOS工艺实现的24GS/s、6位分辨率模数转换器(ADC),用于支持10-40Gb/s光通信系统中的DSP均衡。该ADC在保持低功耗的同时实现了高速采样,解决了现有InP和BiCMOS工艺中分辨率与速度的折衷问题。
采用时间交织(time-interleaved)架构,通过16个子ADC并行工作实现24GS/s的采样率。
在90nm CMOS工艺中实现了6位精度,同时保持低功耗和较小的芯片面积。
ISSCC 2008Session 30Data Converters0.13µm CMOS
Zhiheng Cao1, Shouli Yan1, Yunchu Li2, 1
该论文提出了一种采用2位/步逐次逼近寄存器(SAR)架构的6位1.25GS/s模数转换器(ADC),在0.13µm CMOS工艺中实现了32mW的低功耗。通过利用高速数字逻辑和高度匹配的小电容器,解决了传统闪存型ADC在高速应用中功耗过高的问题。
采用2位/步的SAR架构,提高了转换速率并降低了功率消耗。
利用高速数字逻辑和高度匹配的小电容器设计,实现了低功耗高性能的ADC。
ISSCC 2008Session 30Data Converters0.18µm CMOS
B. Robert Gregoire, Un-Ku Moon
本文提出一种利用相关电平移位(CLS)技术,在仅30dB环路增益的运放下实现超过60dB真轨到轨性能的方法,解决了低电源电压下运放增益不足和输出摆幅受限的问题。
提出相关电平移位技术,在不使用共源共栅器件的情况下显著提升运放有效增益和输出摆幅。
在0.18µm工艺下,仅用30dB环路增益的运放实现了超过60dB的轨到轨性能,突破了传统低电压设计限制。
ISSCC 2008Session 27Data Converters45nm CMOS
Lukas Dörrer, Franz Kuttner, Andreas Santner, Claus Kropf,
该论文介绍了一种用于语音编码的连续时间ΔΣ ADC,在45nm CMOS工艺下实现了92dB动态范围。论文重点分析了45nm工艺中闪烁噪声、匹配和失调等模拟设计关键参数,并利用多比特连续时间ΔΣ ADC的电流舵DAC来分离器件非理想性。
在45nm CMOS工艺中针对语音编码应用设计了连续时间ΔΣ ADC,实现了高动态范围。
深入分析了先进工艺中闪烁噪声、匹配和失调对模拟设计的影响,并通过多比特调制器架构有效分离这些非理想因素。
ISSCC 2008Session 27Data Converters65nm CMOS
Yun-Shiang Shu1, Bang-Sup Song1, Kantilal Bacrania2, 1
该论文提出了一种基于脉冲注入的自动调谐技术,用于补偿连续时间ΔΣ调制器中RC和C/Gm工艺角变化导致的滤波时间常数不准确问题。采用65nm CMOS工艺实现了一个81dB动态范围、8MHz带宽的连续时间ΔΣ调制器。
提出利用脉冲注入进行自动调谐,无需额外校准电路,有效补偿工艺变化对RC和C/Gm的影响。
在65nm CMOS低功耗工艺中实现了高达81dB DR和8MHz BW的连续时间ΔΣ调制器,适合无线SoC应用。
ISSCC 2008Session 27Data Converters
Wenhua Yang, William Schofield, Hajime Shibata, Sudhir Korrapati,
本文提出一款连续时间ΔΣ调制器,在10MHz带宽内实现87dB动态范围和-91dBc互调失真,功耗仅100mW。针对宽带高动态范围ADC的需求,该调制器利用电阻输入简化驱动,并提供固有抗混叠滤波,解决了传统流水线ADC需要复杂输入缓冲和抗混叠滤波器的问题。
在CMOS工艺中实现10MHz带宽的连续时间ΔΣ调制器,同时达到87dB动态范围和-91dBc的低互调失真,显著优于同类设计。
通过优化环路滤波器和量化器设计,在100mW低功耗下实现接近90dB的SFDR,满足无线通信系统对高线性度的要求。
ISSCC 2008Session 27Data Converters
Pukar Malla1,2, Hasnain Lakdawala1, Kevin Kornegay3, K. Soumyanath1, 1
本论文提出一种用于802.11n/WiMAX接收机的28mW频谱感知可重构离散时间ΔΣ ADC,通过可重构调制器阶数在恒定采样率下优化信噪比,替代了复杂的模拟基带电路,实现了20MHz带宽下72dB SNR和70dB SNDR。
提出用可重构调制器阶数(4种模式)替代复杂模拟基带电路,根据信号和带外阻塞功率动态优化SNR。
集成5位flash ADC作为转换器前端,实现频谱感知功能。
ISSCC 2008Session 27Data Converters
Kyehyung Lee1, Jeongseok Chae1, Mitsuru Aniya2, Koichi Hamashita2,
该论文提出了一种基于噪声耦合和时间交错技术的ΔΣ ADC,在4.2MHz带宽内实现了-98dB THD和79dB SNDR,解决了宽带高分辨率ADC的功耗效率问题。通过噪声耦合增强噪声整形效果,时间交错提高采样率,实现了低功耗高性能。
提出了噪声耦合结构,在不增加阶数的情况下增强噪声整形效果,降低带内噪声。
结合时间交错技术,有效提高整体采样速率,同时保持高分辨率。
ISSCC 2008Session 27Data Converters
Robert H.M. van Veldhoven, Robert Rutten, Lucien J. Breems
本文提出了一种基于反相器的混合ΣΔ调制器,利用数字电路在先进CMOS工艺下的小面积和低功耗优势,替代传统模拟调制器,以缓解模拟设计困难的问题。
采用反相器作为关键构建模块,实现ΣΔ调制器的混合架构。
通过数字电路代替模拟功能,适应工艺缩放带来的低电压和早期效应挑战。
ISSCC 2008Session 27Data Converters
Youngcheol Chae, Inhee Lee, Gunhee Han
本文提出了一种采用Class-C反相器的音频ΔΣ调制器,能够在0.7V低电压下实现36µW超低功耗和85dB动态范围,解决了传统OTA在超深亚微米工艺中受阈值电压限制难以低电压工作的问题。
提出使用Class-C反相器替代传统OTA作为关键构建模块,实现低电压下高效工作。
在0.7V供电下实现了36µW的极低功耗和85dB的动态范围,满足便携式音频系统需求。
ISSCC 2008Session 27Data Converters
Khiem Nguyen, Abhishek Bandyopadhyay, Bob Adams,
本文提出一种采用三电平(+1, 0, -1)电流导引单元架构的过采样音频DAC,通过动态元素匹配(DEM)技术实现108dB SNR和1.1mW的低功耗性能。相比传统两电平单元,三电平架构在零状态时断开单元,消除其热噪声贡献,降低了功耗并提高了信噪比。
提出三电平电流导引单元架构,在零状态时断开单元,减少热噪声和功耗。
采用三电平动态元素匹配(DEM)技术,改善线性度并降低失配影响。
ISSCC 2008Session 12Data Converters90nm CMOS
Bob Verbruggen1,2, Jan Craninckx1, Maarten Kuijk2, Piet Wambacq1,2, Geert Van der Plas1
该论文提出了一种工作在90nm数字CMOS工艺下的5位1.75GS/s折叠闪存ADC,总功耗仅2.2mW。通过采用折叠技术有效减少了比较器数量,从而在保持高速性能的同时显著降低了功耗,适用于UWB等无线接收器中的高速低分辨率转换需求。
采用折叠架构替代传统全闪存,大幅减少比较器数量,从而在90nm工艺下实现极低功耗(2.2mW)和高速(1.75GS/s)的折中。
结合折叠与闪存子转换器设计,优化了输入带宽和采样速率,并保持了5位分辨率所需的线性度。
ISSCC 2008Session 12Data Converters65nm CMOS
Mounir Boulemnakher, Eric Andre, Jocelyn Roux, Frederic Paillardet
该论文实现了一款1.2V供电、4.5mW功耗的10位100MS/s流水线ADC,采用65nm CMOS工艺,适用于WiFi/WiMAX等宽带无线应用,解决了低电压下高精度低功耗转换的难题。
在65nm CMOS工艺中采用1.2V低电压设计,实现了100MS/s采样率和10位分辨率,功耗仅4.5mW
通过优化流水线级架构和低功耗电路技术(如动态比较器、低摆幅放大器),在保持精度的同时显著降低功耗
ISSCC 2008Session 12Data Converters
Byung-Geun Lee1, Byung-Moo Min2, Gabriele Manganaro2, Jonathan W. Valvano1
提出一种14位100MS/s流水线ADC,通过合并有源采样保持器(S/H)与第一级MDAC来消除显式有源S/H,从而降低功耗。解决了传统无S/H架构在高速下需增加功耗的缺点,实现了低功耗高速转换。
合并有源S/H和第一MDAC,消除独立有源S/H,减少功耗。
通过优化时序和电路结构,克服无S/H架构在高速下的限制,保持高分辨率。
ISSCC 2008Session 12Data Converters
Andrea Agnes, Edoardo Bonizzoni, Piero Malcovati, Franco Maloberti
该论文提出了一种采用时域比较器的1V供电、3.8µW功耗、100kS/s采样率的逐次逼近型模数转换器(SAR ADC),实现了9.4位有效位数(ENOB),解决了低功耗传感器系统中高能效模数转换的需求。
采用时域比较器替代传统电压比较器,通过时间差检测实现低电压低功耗比较。
在亚阈值区操作晶体管,利用恒定功耗与单位增益频率比特性优化能效。
ISSCC 2008Session 12Data Converters
Michiel van Elzakker1,2, Ed van Tuijl1,3, Paul Geraedts1,
该论文提出了一种用于能量采集系统的低功耗10位1MS/s逐次逼近型ADC,采用电荷再分配DAC、动态两级比较器和延迟线控制器,实现了无静态偏置电流且功耗与采样率成正比。其功耗仅为1.9µW,品质因数达4.4fJ/conversion-step。
采用电荷再分配DAC代替传统电阻串DAC,消除了静态偏置电流,使功耗与采样率线性相关。
设计了一种动态两级比较器,仅在比较阶段消耗动态功耗,进一步降低整体功耗。
ISSCC 2008Session 12Data Converters90nm CMOS
Geert Van der Plas1, Bob Verbruggen1,2, 1
该论文提出了一种采用比较器异步二进制搜索子ADC的两步7位ADC,在90nm数字CMOS工艺下实现了150MS/s的采样率,功耗仅133µW,解决了中高速、中低分辨率ADC能效提升的问题。
提出比较器异步二进制搜索(CABS)架构,通过异步比较器链实现快速逐次逼近,无需传统SAR逻辑和时钟控制,显著降低功耗。
采用两步转换结构,先进行1位粗比较和D/A转换,再进行6位CABS细转换,在保持高速的同时优化了能效。
ISSCC 2008Session 12Data Converters65nm CMOS
Brian P. Ginsburg1, Anantha P. Chandrakasan2, 1
本文提出了一种高度交错的5位250MS/s ADC,采用36个时间交错SAR ADC通道和冗余通道策略,在65nm CMOS工艺下以800mV低电压运行,通过并行化提高能效并解决通道间时序偏差和良率问题。
利用时间交错和冗余通道技术,在5位分辨率下实现250MS/s采样率,通过通道间冗余提高良率并降低时序偏差影响。
在65nm CMOS工艺下采用800mV低电压供电,通过高度并行化提升能量效率,同时优化时钟分布开销。
ISSCC 2008Session 12Data Converters90nm CMOS
Vito Giannini1, Pierluigi Nuzzo1, Vincenzo Chironi2,
本文提出了一种在90nm数字CMOS工艺下实现的9位40MS/s噪声容忍动态SAR ADC,功耗仅为820µW。通过采用噪声容忍技术,有效解决了SAR ADC中比较器热噪声限制分辨率的问题,实现了高能效模数转换。
提出噪声容忍技术以降低比较器热噪声对SAR ADC分辨率的限制。
采用动态电路设计实现低功耗高性能的SAR ADC。