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JSSC 2010第2期Other0.18μm

LMS-Based Noise Leakage Calibration of Cascaded Continuous-Time 16Modulators Y u

提出基于LMS算法的连续时间级联ΔΣ调制器噪声泄漏校准方法。
0.18μm CMOS, 1.8V, 230mW, 68dB动态范围, 18MHz带宽
模数转换器自校准级联连续时间噪声消除
创新点1:参数化连续时间到离散时间转换方法创新,通过精确建模将连续时间系统的噪声特性转化为离散时间域,解决了传统方法中因时间常数不匹配导致的噪声泄漏问题,显著提升了噪声消除精度(>30dB)。
创新点2:基于LMS的自适应时间常数校准技术创新,采用最小均方算法动态调整模拟滤波器参数,实现了与数字噪声消除滤波器的精确匹配,校准后泄漏噪声谱密度低于10^-110 dB/Hz。
创新点3:二进制脉冲注入检测误差的系统级创新,通过在量化器中注入测试信号并分析残余功率,实现了对时间常数误差的零强迫消除,使电容修调步进精度达1.1%。
创新点4:混合信号协同设计架构创新,将Gm-C环路滤波器与数字逻辑(1.27mm²面积)集成,在18MHz带宽下实现68dB动态范围,功耗仅230mW@1.8V,显著优于传统流水线ADC。
Abstract
Kamiishi , Member , IEEE, Koji Tomioka, Koichi Hamashita, Member , IEEE, and Bang-Sup Song , Fellow, IEEE Abstract—In cascaded /1/6 modulators (DSMs), the quantiza- tion noise of the earlier stage leaks to the output unless completely cancelled by the digital noise cancellation filter (NCF). The noise leakage is worse in the continuous-time (CT) implementation due to the poorly controlled time constant of the analog loop filter. A parameter-based continuous-time to discrete-time transform is de- v