基于分时复用SAR ADC的Zoom ADC

为了在增加有限硬件开销的基础上实现更高的信号噪声抑制比、提高面积利用效率,提出一种基于分时复用SAR ADC的动态zoom ADC。同时提出一种提取粗量化模拟残差并前馈的无源实现方案,不需要有源求和运放的设计,避免了普通无源求和信号的衰减,减小了粗量化部分量化噪声泄露引起的“毛刺”。整体电路分为粗量化和细量化两部分进行设计,粗量化由3位异步SAR ADC实现,细量化由二阶3位量化的sigma-delta调制器实现。基于0.18μm CMOS工艺、3.3V供电电压,在1MHz采样频率下、1kHz带宽内,消耗76μA电流,得到信噪失真比和FOM的具体值,验证了设计的可行性。

一种应用于便携式陀螺仪的ZOOM结构ADC

设计了一种用于微机电系统(MEMS)陀螺传感器中的高精度ZOOM型模数转换器(ADC)。该结构由逐次逼近型(SAR)ADC和Sigma Delta调制器构成,通过SAR ADC的粗略转换缩小了Sigma Delta调制器的参考范围,提高了整体的转换精度。基于0.35 um BCD工艺对该结构进行电路设计,并进行指标仿真。仿真结果表明,该ZOOM ADC对中心频率10 KHz、带宽100 Hz的信号转换动态范围达到120 dB,满足MEMS陀螺接口电路中ADC的性能要求。

应用于MEMS基频率源的CMOS温度传感器

基于TSMC 0.18μm 1P6M CMOS工艺设计了用于在片测温的CMOS温度传感器.该温度传感器采用双极型晶体管为测温核心器件,使用缩放式模数转换器(ZOOM ADC)来实现温度信息的读取.温度前端电路采用动态匹配技术(DEM)和斩波技术来降低电流源失配和运放失调,实现对电流增益βF的补偿,提高电路的精度.同时,将ADC所需的控制时钟电路集成在片内,降低了系统应用的复杂度,整个系统面积为780μm×800μm.仿真表明,在1.8 V电源电压下电路的静态功耗为240μW,通过两点拟合校正后,实现了在-55℃~125℃量程内的测温精度为±0.5℃.

显微图像分析仪倍率控制系统的设计与实现

设计了一套基于P89V51单片机的显微图像分析仪倍率控制系统。使用变焦镜头内部电机实现变倍以及位置传感器探测变焦镜头组的位置,单片机电路控制部分实现位置值的获取和电机的控制,上位机控制环节完成用户命令的发布和接收,实现了显微图像分析仪放大倍率的精确控制。该系统倍率控制精度满足医疗检验要求,给医学临床检验提供定性/定量等数据,为医疗诊断提供依据。

1种1.2V供电电压14位的2步增量放大型ADC

为了降低传统增量型Σ-ΔADC在同精度情况下的量化时钟周期数,提高转换速率,提出了1种采用粗细量化的2步式增量放大型ADC.该ADC采用SAR ADC先进行6位粗量化,再采用增量型Σ-ΔADC进行8位高精度位的细量化,通过数字码拼接完成最终量化结果.同时引入了1种增益自举C类反相器技术,有效地降低了供电电压和整体功耗.该ADC使用0.18μm标准CMOS工艺进行了电路实现,在1.2 V供电电压,1 MHz采样频率、10 k S/s的转换速率的情况下,达到了81.26 d B的信噪失真比(SNDR)和13.21位的有效位数(ENOB),最大积分非线性为0.8 LSB.并且该ADC的整体功耗为197μW,可用于低电压低功耗的仪器测量和传感器等领域.