ИТМиВТ - Институт точной механики и вычислительной техники С. А. Лебедева РАН
Институт точной механики и вычислительной техники им. С. А. Лебедева РАН - научно-исследовательский институт в области информационных технологий, вычислительной техники и микроэлектроники
English
Главная страница Контактная информация Карта сайта и поиск
Об институте Решения Проекты Образование

Двухканальное устройство выборки-хранения для быстродействующего конвейерного АЦП

А.С. Гуменюк, В.А. Дьяченко1, А.В. Смородинов1, Ю.И. Бочаров
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
Институт точной механики и вычислительной техники им. Лебедева РАН, Москва

Представлено устройство выборки-хранения, которое использовано во входном каскаде 12 битного АЦП с частотой дискретизации до 100 МГц. Технология — КМОП с проектными нормами 0,18 мкм.

Устройства выборки-хранения (УВХ) позволяют зафиксировать аналоговый сигнал на определенное время, требуемое для его обработки. Они находят широкое применение в быстродействующих аналого-цифровых преобразователях (АЦП), поскольку позволяют существенно снизить апертурную погрешность [1]. Параметры УВХ во многом определяют важнейшие характеристики АЦП, а для конвейерных преобразователей вклад погрешности УВХ в общую погрешность АЦП является преобладающим. Представленное устройство входит в состав 12 битного конвейерного АЦП с быстродействием до 100 Мвыб/с. Преобразователь имеет два канала с пропускной способностью 50 Мвыб/c, которые осуществляют обработку чередующихся входных отсчетов со сдвигом по времени [2]. В разработанном двухканальном УВХ (рис. 1а) ключ, управляемый внешним синхросигналом Clk (рис. 1г), определяет момент выборки, как первого, так и второго канала. Это позволяет ослабить чувствительность схемы к временному разбегу между каналами. Полностью дифференциальный операционный усилитель в составе УВХ (рис. 1б) выполнен по однокаскадной схеме с цепью ОС по синфазному сигналу на переключаемых конденсаторах. Основные характеристики разработанного УВХ, полученные в результате моделирования в среде Cadence Virtuoso с помощью симулятора Spectre, представлены в табл. 1. Спектр на выходе одного из каналов УВХ при подаче на вход моделируемого устройства синусоидального сигнала частотой 9,77 МГц и амплитудой -3 дБс при частоте дискретизации 100 МГц показан на рис. 1в.

Таблица 1. Характеристики УВХ

Напряжение питания

5 В

Потребляемый ток

20 мА

Соотношение сигнал/шум+искажения (SNDR)

84 дБ

Диапазон свободный от гармоник (SFDR)

87 дБ

Эффективная разрядность (ENOB)

13,7 бит

Технология

0,18 мкм XFAB

Рис. 1. Архитектура и характеристики разработанного УВХ

Список литературы

  1. Гуменюк А., Бочаров Ю. Устройства выборки-хранения быстродействующих АЦП // Микроэлектроника. 2007. Т. 36. № 5. С. 390—400.
  2. V. Hakkarainen, et al. A 14b 100-MS/s Time-Interleaved A/D Converter // Analog IC and Sig. Proc. 2006. V. 46. N 1. P. 17—27.

 

© 1948—2016 «ИТМиВТ»
Версия для печати Контактная информация