1 重庆理工大学 两江人工智能学院, 重庆 401135
2 重庆中科渝芯电子有限公司, 重庆 401332
设计实现了一种基于0.6 μm BCD工艺的40 V高压输出自稳零运算放大器。该运算放大器采用了时间交织自稳零结构, 实现了对输入失调电压的连续校准, 同时使用40 V耐压PDMOS管和NDMOS管, 实现了ClassAB结构的高压输出。运算放大器的输入级和自稳零校准电路采用0.6 μm普通MOS管实现, 均工作在5 V电源电压下; 放大级和输出级中部分晶体管采用非对称结构的40 V DMOS管, 实现了高压输出。整体电路中只有DMOS管的漏源电压承受40 V的耐压, 其余MOS管的各端电压均在正常的工作范围内, 没有耐压超限风险。前仿真结果表明, 该运算放大器在5 V和40 V双电源电压下工作正常, 输入失调电压为0.78 μV, 输出电压范围为3.0~37.7 V, 等效直流增益为142.7 dB, 单位增益带宽为1.9 MHz, 共模抑制比为154.8 dB, 40 V电源抑制比为152.3 dB, 5 V电源抑制比为134.9 dB。
运算放大器 时间交织自稳零 高压输出 低失调 BCD工艺 operational amplifier time interleaving auto-zero high-voltage output low offset BCD process
1 中国电子科技集团公司 第二十四研究所, 重庆 400060
2 模拟集成电路国家级重点实验室, 重庆 400060
采用0.18 μm CMOS工艺设计了一种四通道16位250 MS/s A/D转换器(ADC)。该转换器采用时间交织与流水线结合的结构,内部包含基准、时钟和数字校准等单元。芯片测试结果表明,开启数字校准后,动态指标SNR、SFDR分别达到73 dBFS和90 dBFS,通道功耗为0.25 W,优值(FoM)为0.25 pJ/(conv·step)。
四通道 A/D转换器 流水线 时间交织 4-channel A/D converter pipelined time-interleaving
1 电子科技大学 电子科学与工程学院, 成都 610054
2 中国科学院 微电子研究所, 北京 100029
针对时间交织型模数转换器(TI ADC)子通道间的采样时间失配, 提出了一种基于时延滤波的校准算法。该校准算法是一种纯片外校准算法, 在片外进行FFT分析并重新拟合理想信号, 提取每个子通道信号的时延偏差, 再由此偏差计算每个子通道对应的FIR滤波器系数, 完成时延偏差的补偿。该校准算法解决了子通道间采样时间失配导致的TI ADC精度不足的问题。将该算法应用于12 GS/s 12 bit ADC交织板。结果表明, 无杂散动态范围(SFDR)平均提升了31.356 4 dBc, 有效位数(ENOB)平均提升了3.177 6 bit。
时间交织型模数转换器 采样时间偏差校准 时延滤波 TI ADC timing mismatch calibration delay filtering
1 西安交通大学 微电子学院, 西安 710049
2 上海冕芯半导体科技有限公司, 上海 201203
3 西安航天民芯科技有限公司, 西安 710077
光通讯、5G和毫米波通信等应用系统的快速发展对ADC的采样速率和输入信号带宽提出了更高的要求。受到功耗和工艺器件的限制, 传统流水线型高速高精度ADC的采样速率和精度已接近瓶颈, 无法满足高速通信系统的信号采样需求, 需要更新颖的超高速ADC结构和设计技术。文章介绍了近年来超高速ADC在工艺和设计技术方面的研究进展, 详细分析了近年来基于时域交织技术和FinFET工艺进行超高速ADC设计的研究成果和发展动态。
毫米波 模数转换器 超高速 时域交织 5G 5G millimeter wave ADC ultra-high speed time interleave
北京邮电大学电子工程学院, 信息光子学与光通信国家重点实验室, 天地互联与融合北京市重点实验室, 北京 100876
对于少模光纤的理论模型分析尚未完善,采用光纤段的位移和旋转理论建立了少模光纤信道模型,该模型综合考虑了模式串扰和差分模时延等因素。为了提高系统性能,研究了采用概率成形和交织编码对信号传输性能的影响。仿真结果表明,16阶QAM(Quadrature Amplitude Modul)信号经过长为50 km的少模光纤传输后,在前向纠错极限为3.8×10 -3的情况下,光信噪比需求降低了3 dB,而且有效提升了传输距离。
光通信 少模光纤 模式串扰 概率成形 交织编码
上海交通大学 区域光纤通信网与新型光纤通信系统国家重点实验室 智能微波光波融合创新中心, 上海 200240
光子模数转换技术是克服传统电子模数转换技术在采样速率、输入带宽、时钟抖动和比较器模糊等局限性的有效手段。光子模数转换技术为超宽带雷达、超高速示波器、大容量光通信等前沿应用的高速率、大带宽、高精度接收提供了有效解决方案。文章首先简要介绍了光子模数转换技术的技术途径分类及对比, 然后重点介绍作者所在课题组围绕并行解复用光子模数转换系统开展的理论研究与应用研究工作。此外, 分析了集成光子模数转换系统现状并展望了其未来发展思路和关键挑战。最后对全文进行了总结。
光子模数转换技术 高速率 集成化 通道交织 photonic analog-to-digital converter high-speed integration channel-interleaving
合肥工业大学 微电子设计研究所 教育部IC设计网上合作研发中心, 合肥 230601
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。
时间交织模数转换器 全数字校准 沃尔什函数 特殊频率点 频率判断 time-interleaved ADC all-digital calibration Walsh function special frequency point frequency judgment
华东师范大学 微电子电路与系统研究所, 上海 200241
设计了一种8位216 GS/s四通道、时间交织逐次逼近型模数转换器(TI-SAR ADC)。单通道SAR ADC采用数据环、异步时钟环的双环结构实现高速工作。采用带复位开关的动态比较器缩短量化时间, 提高比较精度。结合反向单调切换时序, 逐步增大共模电压, 提升量化速度。基于55 nm CMOS工艺设计, 后仿真结果表明, 在12 V电源电压下, 该TI-SAR ADC消耗 426 mA 电流, 在奈奎斯特输入频率下, FOM值为212 fJ/(conv.step), 信噪失真比(SNDR)为427 dB, 无杂散动态范围(SFDR)为53 dB。芯片整体版图面积为34 mm2。
时间交织 全集成 SAR ADC SAR ADC time-interleaved fully integrated
为了提升系统误比特率, 减小基线漂移以及海水信道的吸收散射等特性对光信号产生的影响, 采用了基于水下发光二极管(LED)光通信系统的低密度奇偶校验码(LDPC)-里所(RS)级联交织码方案, 在模拟水下LED光通信实验系统的情况下, 分析码字方案中RS码、LDPC码以及交织参量对系统误比特率性能的影响, 得到了级联交织码方案的优化参量, 并进行了实验模拟验证。结果表明, 优化后的级联交织码系统与未编码系统、RS码系统、LDPC码系统相比分别可获得3.8dB, 2dB, 1.2dB的增益, 可有效提高系统的误比特率性能。该研究为提高水下无线光通信系统的可靠性提供了参考。
光通信 基线漂移 级联码 交织 optical communication baseline drift cascaded code interleave
