Proposed amplifier with capacitance inputs and internal resistor feedback to adjust gain factor. The obtained characteristics (SFDR > 100 dB SNR > 120 dB) provide 16-bit accuracy, necessary for creation of a pipelined ADC similar capacity.
differential amplifier, CMOS CED, the ADC.
Разностные усилители являются после входных устройств выборки-хранения (УВХ) вторыми по значимости элементами конвейерных аналого-цифровых преобразователей (АЦП), которые во многом определяют точностные характеристики и частоту преобразования АЦП. Как показала практика, основной причиной ухудшения этих характеристик в процессе эксплуатации АЦП (особенно в условиях воздействия специальных факторов) является использование переключаемых конденсаторов для преобразования аналоговых сигналов. Сами по себе конденсаторы, создаваемые в процессе изготовления кристаллов АЦП, обычно не вызывают претензий к качеству и надежности.
По-другому обстоит дело с МОП-транзисторами, которые используются в качестве ключей при переключении конденсаторов. Очень часто совсем незначительная на первый взгляд деградация характеристик этих транзисторов вызывает изменение зарядового состояния конденсаторов, которое приводит к заметному ухудшению точности входных УВХ и, в целом, всего тракта преобразования аналоговых сигналов.
К настоящему времени проблема входных УВХ во многом решена, в том числе, благодаря использованию методов предсказания входных аналоговых сигналов, которые позволяют исключить применение таких УВХ [1, 2].
Однако полностью исключить применение УВХ внутри АЦП пока не удается. И все же, если учесть, что требования к точности внутренних УВХ обычно ниже по сравнению с входными УВХ [3], то влияние внутренних УВХ становится соизмеримым с другими элементами конвейерных АЦП, например, с секционными АЦП, ЦАП и разностными усилителями. В этом смысле поиск безконденсаторных схемотехнических решений этих элементов становится актуальным.
1. U.S. Patent №5.266.952 (1993): Feed Forward predictive ADC.
2. Rembeza, S. I. Tsifrovoe prognozirovanie vkhodnogo analogovogo signala v 16-razryadnom KMOP-ATsP s KNI-podlozhkoy [Tekst] / S. I. Rembeza, V. S. Kononov. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. – 2013. – T. 9. – № 2. – S. 27-32.
3. Chunlei Shi, Mohammed Ismail. Data converters for wireless standards eBook ISBN: 0-306-48006-9, © 2002 Kluwer Academic Publishers.
4. Kester, U. Analogo-tsifrovoe preobrazovanie [Tekst] / U. Kester. – M. : Tekhnosfera, 2007. – 1016 s.
5. C.J. Tseng. A 10-b 320-Ms/s Stage-Gain-Error Self-Calibration Pipeline ADC / Tseng C.J., Chen H.W., Shen W.T., Cheng W.C., Chen H.S.. IEEE Journal of Solid-State Circuits. – 2012. – vol. 47. – №6. – Rp. 1334-1343.
