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绪论1

0.1 SAR A/D转换器的研究进展1

0.2本书的主要内容2

参考文献3

第1章 SAR A/D转换器设计基础4

1.1 SAR A/D转换器的工作原理4

1.2电荷再分配D/A转换电路5

1.2.1二进制权重电容D/A转换器5

1.2.2分段式电容D/A转换器6

1.2.3 C-2C式电容D/A转换器7

1.3 SAR A/D转换器的性能指标7

1.3.1静态特性参数7

1.3.2动态特性参数10

参考文献11

第2章 低功耗SAR A/D转换器关键设计技术12

2.1高效电容开关时序12

2.1.1传统电容开关时序13

2.1.2节能电容开关时序14

2.1.3单调电容开关时序15

2.1.4 VCM-based电容开关时序16

2.1.5开关功耗分析17

2.2 CMOS比较器18

2.2.1基本动态锁存比较器18

2.2.2双尾电流型动态锁存比较器19

2.2.3动态比较器的失调20

2.2.4动态比较器的噪声21

2.3 SAR控制实现技术22

2.3.1传统的SAR控制逻辑22

2.3.2 SAR动态逻辑实现技术23

参考文献24

第3章 低功耗SAR A/D转换器26

3.1一种10位1.0V 300kS/s SAR A/D转换器26

3.1.1 10位SAR A/D转换器结构26

3.1.2基于电容拆分技术的VCM-based电容开关时序26

3.1.3自举开关31

3.1.4动态比较器33

3.1.5基于动态逻辑的SAR控制技术37

3.1.6版图设计39

3.1.7 SAR A/D转换器测试41

3.2 10位20kS/s 0.6V超低功耗SAR A/D转换器43

3.2.1 10位SAR ADC的系统结构43

3.2.2新型低功耗DAC电容开关时序44

3.2.3自举开关47

3.2.4 SAR动态逻辑48

3.2.5实验结果49

3.3一种8位0.35V 10kS/s低功耗SAR A/D转换器50

3.3.1 8位SAR A/D转换器结构51

3.3.2基于电容拆分技术的新型电容开关时序51

3.3.3低漏电、低失真自举开关57

3.3.4衬底驱动全动态比较器59

3.3.5 DAC阵列中的电容驱动开关60

3.3.6低漏电SAR控制逻辑61

3.3.7测试结果与讨论63

参考文献64

第4章 高精度SAR A/D转换器66

4.1高精度SAR A/D转换器的校准技术66

4.1.1模拟自校准技术66

4.1.2基于Split ADC的数字校准技术68

4.2 SAR A/D转换器的电容失配和Split ADC LMS数字校准71

4.2.1 16位SAR A/D转换器的基本结构71

4.2.2寄生电容和电容失配73

4.2.3基于Split ADC的LMS数字校准原理75

4.2.4基于Split ADC的LMS数字校准高层次建模77

4.3基于Split ADC LMS数字校准技术的16位SAR A/D转换器79

4.3.1基本工作原理80

4.3.2关键模块电路84

4.3.3仿真结果88

4.4基于Sub-radix-2的SAR A/D转换器数字校准算法88

4.4.1 SAR A/D转换器的广义码域线性均衡器89

4.4.2 DAC失配误差的数字可校准性90

4.4.3基于Sub-radix-2的SAR A/D转换器92

4.5基于扰动数字校准的16位SAR A/D转换器94

4.5.1基于扰动的数字校准原理94

4.5.2 16位1MS/s SAR A/D转换器97

参考文献102

第5章 高速SAR A/D转换器104

5.1一种8位/10位可配置高速异步SAR A/D转换器104

5.1.1可配置SAR A/D转换器结构104

5.1.2电容DAC105

5.1.3高速比较器108

5.1.4异步SAR控制技术109

5.1.5 A/D转换器仿真结果110

5.2一种8位208MS/s SAR A/D转换器113

5.2.1高速采样开关113

5.2.2高速可校准比较器115

5.2.3终端电容复用117

5.2.4校准位和逻辑控制120

5.2.5仿真结果122

5.3一种8位660MS/s异步SAR A/D转换器123

5.3.1异步时钟产生电路124

5.3.2预置位技术125

5.3.3整体电路工作过程和逻辑控制127

5.3.4仿真结果128

5.4 8位2.0GS/s时域交织SAR A/D转换器129

5.4.1时域交织A/D转换器的误差分析129

5.4.2基于模拟延迟锁相环的时钟产生器131

5.4.3子通道SAR A/D转换器架构与开关电容阵列133

5.4.4仿真结果137

参考文献138

第6章 高速流水线SAR A/D转换器140

6.1流水线SAR A/D转换器基本原理140

6.1.1流水线SAR A/D转换器的基本结构140

6.1.2 SAR辅助型MDAC的工作原理141

6.1.3 SAR辅助型MDAC设计考虑143

6.2一种12位50MS/s流水线SAR A/D转换器147

6.2.1系统结构147

6.2.2流水线SAR A/D转换器的误差分析148

6.2.3系统结构优化155

6.2.4 SAR辅助型MDAC电路159

6.2.5增益自举运算放大器161

6.2.6第二级SAR A/D转换器169

6.2.7内部时钟产生电路172

6.2.8自举开关电路173

6.2.9流片测试结果174

6.3一种基于过零检测的10位50MS/s流水线SAR A/D转换器177

6.3.1基于过零检测器的开关电容电路177

6.3.2基于过零检测器的流水线SAR A/D转换器的非理想效应181

6.3.3基于过零检测器的流水线SAR A/D转换器系统设计182

6.3.4关键模块电路188

6.3.5仿真结果193

参考文献194

第7章 可配置循环型CMOS A/D转换器197

7.1系统结构197

7.1.1循环型A/D转换器基本原理197

7.1.2 6～12位可配置低功耗循环型A/D转换器系统结构198

7.1.3冗余数字校准199

7.1.4多工作模式设计200

7.2关键模块电路201

7.2.1采样保持电路基本原理201

7.2.2余量增益电路209

7.2.3可配置CMOS运算放大器217

7.2.4动态比较器219

7.2.5非交叠时钟产生模块220

7.3整体性能仿真和版图布局221

7.3.1动态性能仿真结果221

7.3.2功耗仿真224

7.3.3版图布局225

参考文献226