一种带前馈的自适应斜坡电压模Boost转换器芯片

介绍了一款带前馈的自适应斜坡电压模Boost转换器芯片,与传统电压模控制DC-DC转换器芯片相比,所提出的控制环路的斜坡电压幅值和斜率的直流值由输入电压和输出电压决定,具有自适应斜坡特性,减小了转换器的线性和负载调整率。同时,通过加入输入电压前馈通路和快速反馈通路,提高了线性和负载瞬态响应速度。该Boost转换器采用0.18μm BCD工艺进行设计验证。仿真结果表明,输出电压的线性和负载调整率均低于0.5%;在3.6~4.2 V输入电压瞬态变化时,输出电压过冲/下冲的范围均在1%以内,恢复稳定的时间在50μs左右;在100~200 mA负载瞬态变化时,输出电压过冲/下冲的范围均在0.5%以内,恢复稳定时间在45μs左右。

应用于生物阻抗测量的24位三阶四比特单环前馈增量式Σ-ΔADC

生物阻抗测量技术是各种新兴医疗仪器进行医学诊断、健康监测的重要手段,而高精度的读出电路是实现精确诊断的关键。传统生物阻抗测量系统的读出电路常采用逐次逼近模/数转换器(SAR ADC)实现,在不采用校准算法时,其精度通常不超过12位,无法满足日益提高的生物阻抗读出精度要求。针对该问题,设计了一款面向生物阻抗信号测量的24位增量式Σ-ΔADC,采用三阶四比特单环前馈结构,在降低量化噪声的同时加快转换速度。在设计中使用数据加权平均(DWA)技术,降低了多比特反馈数/模转换器(DAC)失配引起的非线性,显著提升ADC精度;采用系统级斩波消除ADC前端系统失调。另外,本文采用了可配置的数字滤波器设计,通过配置不同的过采样率(OSR)可实现测量时间与输出精度的灵活折衷。采用180 nm工艺对该ADC进行流片验证,测试结果表明,在128个时钟周期的测量时长条件下(等效为128倍过采样率),ADC的有效位数达到17.8位,信噪比为108.9 dB,总谐波失真为-113.3 dB,等效输入RMS噪声为2.95μV RMS,工作时整体功耗为930μW。

用于高速高精度模数转换器的16Gb/s串行接口发射机电路

针对高速高精度模数转换器(ADC)中的高速串行接口(SerDes)发射机电路面临的信道损耗、噪声、串扰、工艺波动等非理想因素,提出了一种符合传输接口JESD204B协议要求的高速串行发射机电路结构,综合使用匹配阻抗校准、前馈均衡(FFE)和T-coil等技术来改善数据传输质量。对于现有半速率发射机结构对时钟占空比较为敏感的问题,设计了时钟占空比校准电路来稳定输出时钟的占空比。另外,文中所采用的多支路并联的源串联终端(SST)驱动器架构,有效地实现了匹配阻抗校准与前馈均衡方案的结合,大幅减小了电路复杂度和面积占用,显著降低了发射机功耗。提出的发射机电路采用28 nm CMOS工艺设计并流片,实测结果表明,在16 Gb/s的传输速率下,输出信号眼高为811 mV、眼宽约为58.8 ps,总抖动为7.35 ps,发射机功耗约为49.2 mW,能效比为3.07 pJ/bit,电路版图面积约为300×150μm^(2)。在满足协议要求的前提下,该发射机在抖动性能、能效和电路面积上具有显著优势。

超高速模数转换器研究进展

光通讯、5G和毫米波通信等应用系统的快速发展对ADC的采样速率和输入信号带宽提出了更高的要求。受到功耗和工艺器件的限制,传统流水线型高速高精度ADC的采样速率和精度已接近瓶颈,无法满足高速通信系统的信号采样需求,需要更新颖的超高速ADC结构和设计技术。文章介绍了近年来超高速ADC在工艺和设计技术方面的研究进展,详细分析了近年来基于时域交织技术和FinFET工艺进行超高速ADC设计的研究成果和发展动态。