Study and analysis of coefficient mismatch in a MASH21 sigma-delta modulator

The quantization noise leakage of the first stage in a MASH21 sigma-delta modulator is analyzed.The results show that the finite DC gain of the opamp is the main reason for noise leakage,and finite GBW and SR only generate harmonic distortion.The relationship between DC gain and leakage is modeled and conclusions on design criteria are reached.As an example,a MASH21 modulator for a digital audio application is realized.This modulator, fabricated in an 0.18μm mixed signal process,achieves an SNDR of 91 dB...     

一种12位50MS/s CMOS流水线A/D转换器

采用TSMC 0.18μm 1P6M工艺设计了一个12位50 MS/s流水线A/D转换器（ADC）。为了减小失真和降低功耗,该ADC利用余量增益放大电路（MDAC）内建的采样保持功能,去掉了传统的前端采样保持电路;采用时间常数匹配技术,保证输入高频信号时,ADC依然能有较好的线性度;利用数字校正电路降低了ADC对比较器失调的敏感性。使用Cadence Spectre对电路进行仿真。结果表明,输入耐奎斯特频率的信号时,电路SNDR达到72.19 dB,SFDR达到88.23 dB。当输入频率为50 MHz的信号时,SFDR依然有80.51 dB。使用1.8 V电源电压供电,在50 MHz采样率下,ADC功耗为128 mW。     

一种具有动态带宽校正功能的锁相环

提出了一种锁相环的动态带宽校正方法。通过监测压控振荡器的频率增益、反馈调节电荷泵电流,对锁相环的带宽进行补偿,保证锁相环的闭环带宽始终大于信号速率。采用该方法,能够在兼顾设计复杂度和低噪声的情况下,获得最小的锁相环闭环带宽裕度,降低功耗。基于SMIC 0.18 μm 1P4M CMOS工艺,实现了一个2.4 GHz的频率调制发射机芯片。发射机采用单点输入结构,可对锁相环进行直接调制,整个芯片面积仅为1.54 mm²。测试结果表明,该方法可以动态校正因VCO频率增益变化引起的锁相环带宽偏差,实现了数据的稳定传输。     

一种超低功耗无源超高频射频识别标签芯片的设计与实现

本文提出了一种符合ISO18000-6B协议的无源超高频射频识别标签芯片设计。该芯片包括了射频/模拟前端,数字基带和512比特的EEPROM存储器。采用肖特基二极管来提高整流器的功率转换效率。详细阐述了基于峰值电流源的参考电压源的设计,该电路结构简单,并且可以满足低压、低功耗的设计要求。为了降低功耗,模拟模块工作在1v以下电源电压,并采用了一些低功耗的设计方法进一步降低数字基带的功耗。整个标签芯片采用TSMC 0.18um CMOS工艺实现,芯片尺寸为800*800um2。测试结果表明芯片的总功耗为7.4uW,灵敏度达-12dBm。     

MASH21 Sigma-Delta调制器中系数失配的研究与分析

本文分析了MASH21调制器中第一级量化噪声的泄漏效应。研究结果显示,运放的有限直流增益是造成失配的最主要原因。本文通过理论分析和建模仿真得到了运放直流增益和噪声泄漏之间的关系以及电路的设计规格。通过音频MASH21调制器的设计,对上述分析结果进行了验证。该调制器基于0.18um的混合信号工艺实现,工作于1.8v的单电源电压,测试显示能够达到91dB的SNDR。     

一种基于0.18 μm CMOS工艺的电荷泵锁相环

基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺,设计了一种锁定频率范围为36~96 MHz的电荷泵锁相环。通过压控振荡器控制电压Vtune的反馈对输出电流进行动态调整,降低了电荷泵充放电流失配和漏电电流,减小了输出时钟的参考杂散。采用电压缓冲器作为VCO控制电压的输入,隔离了电荷泵开关切换产生的高频噪声,改善了输出信号的频谱纯度。测试结果表明,该锁相环的工作电流为170 μA,工作电压最低为1.5 V,芯片面积为0.04 mm²,适用于低功耗、低成本应用领域。     

一种新颖的可编程电压监测芯片

提出了一种新颖的可编程电压监测芯片设计。该芯片无需任何外部元件,仅对3个编程管脚采取不同的连接方式,即可实现36种不同的编程状态,一颗芯片可以覆盖1.5V到5.0V的电压范围。同时,特殊时序的采样保持电路和数字限流模块的设计使其具有极低的静态功耗。该芯片基于0.5μm的混合信号工艺实现,芯片面积为0.24mm2,仅消耗3μA静态电流。     

Sigma-Delta 调制器的建模、分析和设计

This paper introduces a new method for SC sigma–delta modulator modeling. It studies the integrator's different equivalent circuits in the integrating and sampling phases. This model uses the OP-AMP input pair's tail current (I₀) and overdrive voltage (v_on) as variables. The modulator's static and dynamic errors are analyzed. A group of optimized I₀ and v_on for maximum SNR and power × area ratio can be obtained through this model. As examples, a MASH21 modulator for digital audio and a second order modulator for RFID baseband are implemented and tested, and they can achieve 91 dB and 72 dB respectively, which verifies the modeling and design criteria.     

Sigma-delta modulator modeling analysis and design

This paper introduces a new method for SC sigma-delta modulator modeling.It studies the integrator's different equivalent circuits in the integrating and sampling phases.This model uses the OP-AMP input pair's tail current(I_0) and overdrive voltage(v_(on)) as variables.The modulator's static and dynamic errors are analyzed.A group of optimized I_0 and v_(on) for maximum SNR and power x area ratio can be obtained through this model.As examples, a MASH21 modulator for digital audio and a second order modu...