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JSSC 2008第2期Clocking & PLLs0.25μm

A 2.7-mW 2-MHz Continuous-Time /6/1Modulator With a Hybrid Active–Passive

提出一种混合主动-被动环路滤波器的第五阶连续时间ΔΣ调制器,具有低功耗和高鲁棒性。
0.25μm CMOS, 1.5V, 2MHz带宽, 150MHz时钟, 1.8mA
连续时间ΔΣ调制器混合滤波器低功耗鲁棒性GPS
创新点1:混合主动-被动环路滤波器设计(方法创新)。该设计结合了主动滤波器的精确性和被动滤波器的低功耗特性,显著降低了系统功耗(27mW)同时保持高动态范围(68dB),解决了传统CT调制器中功耗与性能难以兼顾的问题。
创新点2:仅使用三个主动积分器的架构优化(电路创新)。通过减少主动积分器数量(传统方案需4-5个),在保证第五阶噪声整形效果的前提下,降低了芯片面积和功耗(1.8mA@1.5V),实现了硬件效率的提升。
创新点3:对环路延迟、时钟抖动和RC变化的鲁棒性增强(系统创新)。采用混合滤波器结构和时序补偿技术,使调制器在150MHz时钟下能容忍2MHz带宽内的时序误差,IM3指标达75dB,适用于GPS/WCDMA等对时序敏感的应用场景。
创新点4:0.25μm CMOS工艺下的高能效实现(工艺创新)。通过寄生参数优化和混合信号设计,在成熟工艺节点实现2MHz信号带宽下61.2dB的SNDR,验证了低成本工艺支持高性能射频系统的可行性。
Abstract
In this paper, passive continuous-time (CT)/6/1mod- ulators are briefly reviewed and compared with conventional ac- tive CT /6/1modulators. A fifth-order CT /6/1modulator with a hybrid active–passive loop filter is realized with only three active integrators. The hybrid CT /6/1modulator is robust to the excess loop delay, clock jitter, and RC product variations. The prototype chip is designed in a 0.25- m CMOS technology targeting for GPS or WCDMA applications. The experimental results show that the prototype /6/1 modulator achieves a 68-dB dynamic range and a 75 dB IM3 over a 2-MHz bandwidth with a 150-MHz clock, con- suming 1.8 mA from a 1.5-V supply.