Abstract
A high performance sample-and-hold (S/H) circuit used in a pipelined analog-to-digital converter (ADC) is presented. Capacitor flip-around architecture is used in this S/H circuit with a novel gain-boosted differential folded cascode operational transconductance amplifier. A double-bootstrapped switch is designed to improve the performance of the circuit. The circuit is implemented using a 0.18 μm 1P6M CMOS process. Measurement results show that the effective number of bits is 14.03 bits, the spurious free dynamic range is 94.62 dB, the signal to noise and distortion ratio is 86.28 dB, and the total harmonic distortion is −91:84 dB for a 5 MHz input signal with 50 MS/s sampling rate. A pipeline ADC with the designed S/H circuit has been implemented
چکیده
یک مدار نمونه گیر و نگهدارنده (S / H) با کارایی بالا استفاده شده در یک مبدل آنالوگ به دیجیتال لوله ای (ADC) ارائه شده است. معماری flip-around خازنی در این مدار S / H با یک تقویت کننده ی ترا رسانایی عملیاتی folded cascade دیفرانسیل بهره تقویت شده جدید استفاده شده است. سوئیچ double-bootstrapped برای بهبود عملکرد مدار طراحی شده است. این مدار با استفاده از یک پردازش CMOS 0.18MM 1P6M پیاده سازی شده است. نتایج اندازه گیری نشان می دهد که تعداد بیتهای موثر 14.03 بیت، محدوده دینامیکی آزاد کاذب 94.62 دسی بل، سیگنال برای نویز و نسبت اعوجاج 86.28 دسی بل و کل اعوجاج هماهنگ 91.84 – دسی بل برای یک سیگنال ورودی با نسبت نمونه برداری 50MS/s است. یک ADC لوله ای طراحی شده با مدار S / H اجرا شده است.
1-مقدمه
توسعه تکنولوژی ارتباطات بی سیم، محرک اصلی پیشرفت مبدل های آنالوگ به دیجیتال (ADC ها) بوده است. با توجه به مزایای سرعت بالا، دقت بالا ، و مصرف توان کم، ADC لوله ای نقش مهمی در برنامه های ارتباطات بی سیم ایفا می کند. یک نمودار بلوکی ساختار ADC لوله ای طراحی شده در شکل 1 نشان داده شده است. ADC لوله ای از یک مدار در مرحله اول، یک flash ADC 4 بیتی در مرحله دوم، هشت مرحله 1.5 بیتی و یک back-end flash ADC 3 بیتی تشکیل شده است. مدارS / H به عنوان اولین مرحله از ADC لوله ای برای جلوگیری از شکاف در طول نمونه برداری سیگنال [1]و برای کاهش بیشتر خطاهای دینامیک به ویژه آنهایی که با سیگنالهای ورودی دامنه بالا رخ می دهند، استفاده شده است...