一种3.3V9位50MS/sCMOS流水线A/D转换器

设计了一种3.3V9位50MS/sCMOS流水线A/D转换器。该A/D转换器电路采用1.5位/级,8级流水线结构。相邻级交替工作,各级产生的数据汇总至数字纠错电路,经数字纠错电路输出9位数字值。仿真结果表明,A/D转换器的输出有效位数(ENOB)为8.712位,信噪比(SNR)为54.624dB,INL小于1LSB,DNL小于0.6LSB,芯片面积0.37mm^2,功耗仅为82mW。

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第3 6卷第 5期

20 0 6年 1 月 O

微 电 子 学

Vo- 6 o5 l 。N 3

Oc. 0 6 t2 0

种 3 3V 9位 5 / MOS流 水 线 A/ 转换 器 . 0MS s C D

王 韧 ,刘敬 波。 ,秦 玲 ,陈 勇 赵 建 民 ,

605 ; 104

585) 10 7

(. 1电子科 技大学 微电子与 固体 电子学院 , 四川 成都

2深圳艾科创新微 电子 有限公 司,广东 深圳 .

摘 要 : 设 计 了一种 3 3V . 9位 5 / MOS流 水线 A/ 转换 器 。该 A/ 转换 器 电路 采 用 0MS sC D D 1 5位 / , . 级 8级流 水线 结构 。相 邻级 交替 工作 , 各级 产 生的 数据 汇 总至 数 字纠错 电路 , 经数 字 纠错

电路输 出 9 位数 字值。仿真结果表 明, / A D转换 器的输 出有效位数 ( N B 为 8 7 2 , E 0 ) . 1 位 信噪比

( NR) 5 . 2 B, S 为 4 6 4d I 小于 1L B, NL S DNL小 于 0 6L B, 片面积 0 3 i , . S 芯 . 7Im 功耗仅 为 8 - r 2mW 。

关键 词 : A/ 转换 器 ;流水 线 结构 ;放 大器 ;比较 器 D

中图分类号 : T 9 ; 4 2 N7 2 TN 3 文献标识码 : A 文章编号 :0 43 6 (0 6 0 —610 10 —3 5 2 0 )50 5—4

A 3 3V 9B t 0MS sC . - i 5 / MO ieieAn lgt- gtl o v re SP p l ao - Dii n etr n o aC

W ANG n ,LI Jn — o ,QI L n Re U ig b 。 N ig ,CHE Yo g ,Z N n HAO in mi Ja — n

(. nv fEe.Si n e n1 fC ia colfMi olc oi n oi- t e l toi , hn d ,Scun605 , R hn ; 1U i.o l c c.adTc o .o hn ,Sho o h c ee r c adS l Sa e rn s C eg u i a 104 P C ia r tn s d tE c c h

2 A r ir eeto is Sh n h n)Co . kM co lcr nc ( e z e .,Lt d.,Sh n h n,Gu n ez e a gdo g 1 05 ,P.R.Chia n 58 7 n)

Ab ta t A 3 3V, - i 5 / ieie n l — -ii l o v r r( DC s rsne ,nwhc n8s g sr c : .

9bt OMS sppl ao t dgt n et A )i peetd i , na go ac e i a -t e h a (. -i/ tg)ppl igaci cuei ao td ahs g eovdt i n h eut g1 i r o — 1 5bt sae ienn rht t r s d pe .E c t ersle wobt a dtersln 6bt aecr i e a s i s n

b n d wih d g t l o r c i n t il isa h u p t f h i e t i i r e t O y ed 9 b t tt eo t u e ADC. Smu a in r s l h w h t慢 eADC c iv d ac o o t i lto e u t s o t a s a he e a sg a—o n ie r to o 4 6 4 d i n l - o s a i f5 . 2 B,ma i m i e e t l o l e rt f0 6 L B,ma i m n e r ln n i e r y t x mu d f r n i n i a i o . S f a n n y xmu i t g a o l a i n t

o B,a d a NOB o . 1 iswi ny 8 f1LS n nE f8 7 2bt t o l 2 mW fp we. h o o r

Ke r : An lg t- ii lc n et r p l iga c i cu e y wo ds ao -odgt o v re ;Piei n rht t r ;Ampi e ;Co aao a n e lir f mp r tr

EE ACC: 1 6 H 25

界和 学术 界 的广 泛 重 视 。视 频 I C可 应 用 于 DVD、

1 引 言

由于 V S 的进步 , LI 数字信号处理技 术得 到了

迅猛 的发 展 , 广 泛应 用 于各 个 领 域 。采 用 数字 信 并

L D、 C 车载电视等视频系统中。视 频芯 片对其 中的

A C有 以下要求 : )较高 的采样速率 。为了实现 D 1 高清晰度的图像显示 , D A C的采样频率一般要求在 2  ̄10MH , 7 0 z在某些超高清晰的应用 中, 采样频率 甚至在 10MHz 0 以上 ;)高精度 。为 了实现优质 2 声音和图像 , D A C一般 需要 8 1 位的转换速率; ~ 2 3低功耗 、 ) 小面积。由于视频 I c需要应用于便携设 备中, 要求芯片功耗低、 面积小。 A C的种类有许多种 , D 在设 计 中, 以根据应 可

号处理技术 , 可以方便地实

现各种 自适应算法 , 完成 模拟电路无法实现的功能。一个典 型的 S c系统 O 的结构简单说来是一个 A D转换器 ( D ) / A C 将现实 模 拟信 号转 换 为数 字 信 号 , 数 字 信 号 处 理 器 经 (S) D P 进行数字处理 , 由 D A 转换器转换为模拟 再 / 信号。其中的数字信号处理器字长和工作频率的提 高不断对 A D转 换器 的设计提 出了具有挑 战性的 /

课题。

用的需要 , 选择不 同的类型。如在高保真的音频系

统的应 用 中, 可采 用 ∑ △过采 样 A D 转 换器 或 一 /

S D转换 器 ; AR A/ 在高速 应用 系统 中 , 采用 f s 可 lh a

视 频 I 为一个 新 兴 的热 门课 题 , C作 得到 了工 业

收稿 日期 :0 6O—0 定稿 日期 :0 60—8 2 0一11 ; 2 0-42 基金项 目 : 部委预研基金资助项 目( 1O O O O D O ) 5 4 8 3 3 4 Z 2

结构 A D转换器 。视频 I / c应用需要较高的采样速

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