一种速度优化的流水线模数转换电容误差平均技术

无源电容误差平均技术是一种本质线性（Inherently Linear）的流水线模数转换电容失配校准技术,但其转换速度是传统技术的一半.为了提高速度,本文提出了一种改进的电容误差平均技术.该技术从减少一个转换周期所需的时钟相数目和减少每个时钟相的时间两个方面来优化速度.电路分析和MATLAB仿真表明,在两种典型的情况下,改进的技术能将速度提高52％（跨导放大器为开关电容共模反馈）和64％（跨导放大器为非开关电容共模反馈）以上.改进的技术更适用于高速高精度及连续工作的应用场合.

电容误差平均技术在流水线ADC中的应用

随着流水线ADC精度的不断提高,其转换器性能受到各种电路非线性的严重影响。电容失配是引起非线性的一种主要因素。实践表明,电容误差平均技术是消除失配误差的一种有效途径。介绍几种重要的电容误差平均方法的原理和工作方式,并指出各自存在的优缺点。最后对误差校准技术的发展趋势进行分析与展望。

一种对失调和电容失配误差进行补偿的流水线ADC子级电路

设计一种用于高速高精度流水线ADC的流水线ADC子级电路,采用伪随机序列控制子ADC电路中比较器阵列的参考比较电压。比较器的高低位被随机分配,消除某个比较器的固有失调对子ADC量化的影响,温度计码的伪随机性可以消除MDAC电容的失配误差对余量输出的影响。电路采用0.18μm 1P5M 1.8 V CMOS工艺,运用于12 bit 250 Msample/s流水线ADC电路中,实际测得流水线ADC电路的SNR为69.92 dB,SFDR为81.17 dB。

精密电容器误差的网络并行计算

利用局域网和标准消息传递库构成网络并行计算环境 .基于变动边界微扰法 ,实现了精密电容器误差的并行计算 .改进了传统的Runge -Kutta方法 .新方法在计算量 ,计算速度 ,稳定性上都优于原方法 ,并在实际计算中取得良好效果 .最后 ,将用单机和用并行机进行计算的结果作了对比 。

精密电容器误差的并行计算方法

利用局域网和标准消息传递库构成并行计算环境 ,实现了对精密电容器误差的并行计算 ,改进了传统的Runge -Kutta方法 ,最后讨论了与并行计算效率有关的因素。

220kV CVT不拆线试验时电容值误差分析与计算

现场通过对一组220 kV CVT不拆线进行预防性试验,对用常规法测量C2时电容值误差的原因进行分析,得出的结果是由于不拆线进行试验,电容C11,C1的接入,使得标准臂的参数发生了变化。因此,220 kV CVT按常规办法读取C2电容量后,必须乘以系数0.56才是电容C2的实际值。

模数转换器电容失配误差的数字校准算法研究与实现

电容失配误差来源于采用了权电容网络结构的内部模块,本研究提出了一种数字校准算法,将模拟信号分成两路进行转换。采用Σ-Δ型模数转换器作为校准过程中的基准信号;通过最小均方自适应滤波器结构将包含误差的转换结果与精确转换结果进行比较。结果表明采用MOS技术的转换器,在转换精度为14至16比特,转换速率为50000次每秒时,能够达到二分之一最低有效位的线性度,较好地消除模数转换结果中的电容失配误差,并得到理想的模数转换结果。

基于单电容定时的爆闪灯用脉冲序列发生器

提出了一种利用单电容定时的用于爆闪式信号灯的脉冲序列发生器。这种脉冲序列发生器由于使用了一个定时电容,克服了传统的脉冲序列发生器由于使用2个定时电容,从而因电容误差和温度变化所引起的脉冲个数不稳定的现象。

不拆引线测量500 kV自耦变压器套管电容量及介质损耗的方法

500 kV自耦变压器体积庞大,套管高,拆除引线和接测量线都有困难。然而,自耦变压器高压套管、中压套管及中性点套管实为同一绕组连接,在低压绕组首尾短接接地的前提下,从中性点加测量电压、从套管末屏取试品电流来测量高压及中压套管电容量及介质损耗,可避免拆装引线和在高、中压套管上接拆测量线。通过对500 kV自耦变压器进行模型简化和等效电路运算,得出从中性点加测量电压测高压套管电容量及介质损耗的误差;并对广东省中山市500 kV香山变电站2台自耦变压器现场实测,验证了此种方法的可行性。

电流型有源消弧法性能分析与改进

为解决传统电流型有源消弧法受对地参数测量误差影响较大、消弧困难的问题,提出一种改进型电流有源消弧法。该方法在故障后首先从中性点注入幅值为90%的配网总电容电流,以保证注入电流的负误差;再通过调整注入电流的相位,引起故障残流的变化,从而计算出准确的注入电流;随后改变注入电流的幅值和相位,将故障点电流抑制到零附近。最后通过PSCAD/EMTDC仿真实验表明,对于任意单相接地故障,均能实现可靠消弧,而且配电网线路结构变化不会对该方法的消弧性能带来影响。

流水线结构模数转换器电容的误差平均技术

电容误差平均技术是一种本质线性(inherentlylinear)的流水线模数转换电容失配校准技术,但其性能指数(分辨率×速度与功耗×面积之比)并不理想。为了提高性能指数,该文提出了一种改进的电容误差平均技术。该技术利用跨导运算放大器(OTA)的端口交换操作和双采样的误差平均功能来完成OTA失调的抵消,不需要采样相中的OTA单位增益状态,从而一方面加快了建立速度,另一方面使得相邻级可共享OTA,减少了功耗和面积。电路分析和MATLAB软件仿真表明,在两种典型的情况下,改进的方法能将速度提高14%(OTA为开关电容共模反馈)和23%(OTA为非开关电容共模反馈);而且由于OTA可共享,模数转换器(ADC)的功耗可降低近一半。改进的技术更适用于高速高精度及连续工作的应用场合。

一个高线性13位流水线CMOS A/D转换器(英文)

介绍了一个采用多种电路设计技术来实现高线性13位流水线A/D转换器.这些设计技术包括采用无源电容误差平均来校准电容失配误差、增益增强(gain-boosting)运放来降低有限增益误差和增益非线性、自举(bootstrapping)开关来减小开关导通电阻的非线性以及抗干扰设计来减弱来自数字供电的噪声.电路采用0.18μm CMOS工艺实现,包括焊盘在内的面积为3.2mm2.在2.5MHz采样时钟和2.4MHz输入信号下测试,得到的微分非线性为-0.18/0.15LSB,积分非线性为-0.35/0.5LSB,信号与噪声加失真比(SNDR)为75.7dB,无杂散动态范围(SFDR)为90.5dBc;在5MHz采样时钟和2.4MHz输入信号下测试,得到的SNDR和SFDR分别为73.7dB和83.9dBc.所有测试均在2.7V电源下进行,对应于采样率为2.5MS/s和5MS/s的功耗(包括焊盘驱动电路)分别为21mW和34mW.

流水线视频A/D转换电路的研究

从流水线ADC工作原理出发,对误差进行了分析,指出了主要原因,介绍了数字校正技术和电容误差平均技术,并结合数字校正技术和电容误差平均技术提出了解决方法。

基于双向触发二极管的脉冲序列发生器

提出了一种基于双向触发二极管和单电容定时的,用于爆闪式信号灯的脉冲序列发生器。这种脉冲序列发生器使用了双向触发二极管和单电容定时,因此克服了传统的脉冲序列发生器,由于使用2个定时电容,从而因电容误差和温度变化所引起的脉冲个数不稳定的现象。

一种基于伪随机动态补偿的12位250 MS/s流水线ADC

提出了一种基于伪随机补偿技术的流水线模数转换器(ADC)子级电路.该子级电路能够对比较器失调和电容失配误差进行实时动态补偿.误差补偿采用伪随机序列控制比较器阵列中参考比较电压的方式实现.比较器的高低位被随机分配,以消除各比较器固有失调对量化精度的影响,同时子ADC输出的温度计码具有伪随机特性,可进一步消除MDAC电容失配误差对余量输出的影响.基于该子级电路设计了一种12位250 MS/s流水线ADC,电路采用0.18μm 1P5M1.8 V CMOS工艺实现,面积为2.5 mm2.测试结果表明,该ADC在全速采样条件下对20 MHz输入信号的信噪比(SNR)为69.92 dB,无杂散动态范围(SFDR)为81.17 dB,积分非线性误差(INL)为-0.4^+0.65 LSB,微分非线性误差(DNL)为-0.2^+0.15 LSB,功耗为320 mW.

耦合结构高分辨率电荷按比例缩放DAC的分析

耦合结构高分辨率电荷按比例缩放DAC占用面积小,功耗低,然而其互连结点之间的寄生电容影响了它的线性.介绍了耦合结构高分辨电荷按比例缩放DAC级间耦合电容值的设计方法,讨论了寄生电容对DAC精确度的影响.用两种不同的理论模型分析了电容轨迹误差对DAC精确度的影响,并在两种模型下比较了两级和传统的单级电荷按比例缩放DAC的精确度和版图面积.

模数转换器的数字校准算法设计与实现

模数转换中逐次逼近型模数转换器,其转换精度主要取决于权电容网络结构中的电容失配误差。本文研究并实现一种数字校准方法,降低模数转换电容失配误差对精度的影响。将模拟信号分两路进行转换,以低速精准的模数转换器为基准,同另一路含误差信号进行比较,通过自适应滤波器滤除误差,降低待校准模数转换器电容失配误差。文章仿真逐次逼近型模数转换器中的电容失配误差,测试表明,数字校准系统可以降低电容失配误差,并得到理想的模数转换结果。