一种用于TDC的低功耗多相时钟生成电路

在无人机3D地形测绘中,作为核心模块的时间数字转换器(TDC)需要具有远距离测量能力和高测量分辨率。基于对测距系统的长续航、公里级测距能力和厘米级测量精度的综合考量,文章设计了一种用于TDC的低功耗多相位时钟生成电路。采用了伪差分环形压控振荡器,通过优化交叉耦合结构,在保证低功耗的前提下,提升了信号边缘的斜率,增强了时钟的抖动性能和对电源噪声的抑制能力。在电荷泵设计中,通过对环路带宽的考量选取了极低的偏置电流,在进一步降低功耗的同时缩小了环路滤波器的面积。基于SMIC 180 nm CMOS工艺完成了对多相时钟生成电路的设计。仿真结果表明,在400 MHz的输出频率下,环路带宽稳定在1 MHz。该电路在不同工艺角下均能达到较快的锁定速度,相位噪声为-88 dBc@1 MHz,功耗为1 mW,均方根抖动为27 ps,满足厘米级测距的精度需求。

基于沃尔什函数的TIADC全数字校准算法

提出了一种校准时间交织模数转换器(TIADC)通道失配误差的全数字自适应后台算法。该算法利用沃尔什函数仅从TIADC的输出中调制产生伪杂散信号,可以重构出失配误差,并自适应地从TIADC输出中减去三个失配误差。所提出的技术的优势在于它只需要知道测量的输出信号和TIADC通道数,而无需任何其它信息,包括参考通道。同时针对算法(大多数调制算法)存在特殊频率点无法校准的问题,设计了一个频率判断模块,并通过一组低通滤波器和带通滤波器对特殊频率点进行额外杂散消除,克服了算法的局限性。仿真结果表明,所提技术能够有效消除通道失配误差,从而显著提高了TIADC系统性能。

一种用于Buck变换器的整流管驱动控制电路

介绍了一种用于断续导通模式Buck变换器的效率提升电路。详细分析了影响转换效率的关键因素,在此基础上提出了一种高效率的整流管驱动控制方案。该方案具备自适应死区时间和电感电流过零检测的功能,在兼顾系统功耗的前提下大幅优化了体二极管导通损耗和反向电感电流损耗,实现效率最大化。在0.18μm BCD工艺下完成了设计和仿真,仿真结果表明,输入3 V、输出1.5 V条件下,峰值效率高达96.6%,负载大于5 mA时转换效率高于90%。

一种带自适应斜坡补偿的PCM控制Boost变换器

设计了一种带自适应斜坡补偿的峰值电流模式(PCM)控制Boost变换器。采用一种低功耗自适应斜坡补偿电路,使得升压(Boost)变换器能够实现宽输出范围和高带载能力。在此基础上,提出了一种应用于Boost变换器的电感电流采样电路,该电路实现了高采样速度和高采样精度,且具备全周期的电感电流采样特点。变换器基于SMIC 180 nm BCD CMOS工艺设计。仿真结果表明,该带自适应斜坡补偿的PCM控制Boost变换器输入电压转换范围为2.8 V~5.5 V,输出电压转换范围为4.96 V~36.1 V,最大输出负载电流高达5 A。

一种高性能小数级联型锁相环电路

提出了一种低抖动、高频率分辨率、快速锁定的小数级联型锁相环。采用倍乘型延迟锁定环和基于和差调制器(DSM)的相位选择器实现小数倍频,并通过级联一个高带宽的整数型锁相环抬升频率且实现对DSM量化噪声的进一步滤除。基于TSMC 65 nm CMOS工艺,面积为0.27 mm^(2),输出频率为1.064~1.936 GHz。通过电路仿真输入100 MHz参考频率,PLL的1.872 GHz输出频率在300 ns以内完成锁定,1.2 V电源电压下整体功耗为8.6 mW。此时频率分辨率约1 kHz,1 kHz~100 MHz的积分范围内均方根抖动为1.32 ps。