• 제목/요약/키워드: Pipelined analog-to-digital converter

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A 9-Bit 80-MS/s CMOS Pipelined Folding A/D Converter with an Offset Canceling Technique

  • Lee, Seung-Chul;Jeon, Young-Deuk;Kwon, Jong-Kee
    • ETRI Journal
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    • 제29권3호
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    • pp.408-410
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    • 2007
  • A 9-bit 80-MS/s CMOS pipelined folding analog-to-digital converter employing offset-canceled preamplifiers and a subranging scheme is proposed to extend the resolution of a folding architecture. A fully differential dc-decoupled structure achieves high linearity in circuit design. The measured differential nonlinearity and integral nonlinearity of the prototype are ${\pm}0.6$ LSB and ${\pm}1.6$ LSB, respectively.

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12-비트 10-MS/s CMOS 파이프라인 아날로그-디지털 변환기 (12-bit 10-MS/s CMOS Pipeline Analog-to-Digital Converter)

  • 조세현;정호용;도원규;이한열;장영찬
    • 전기전자학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.302-308
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    • 2021
  • 본 논문에서는 영상 처리용 12-비트의 10-MS/s 파이프라인 아날로그-디지털 변환기(ADC: analog-to-digital converter)가 제안된다. 제안된 ADC는 샘플-홀드 증폭기, 3개의 stage, 3-비트 플래시 ADC, 그리고 digital error corrector로 구성된다. 각 stage는 4-비트 flash ADC와 multiplying digital-to-analog ADC로 구성된다. 고해상도의 ADC를 위해 제안된 샘플-홀드 증폭기는 gain boosting을 이용하여 전압 이득을 증가시킨다. 제안된 파이프라인 ADC는 1.8V 공급전압을 사용하는 180nm CMOS 공정에서 설계되었고 차동 1V 전압을 가지는 1MHz 사인파 아날로그 입력신호에 대해 10.52-비트의 유효 비트를 가진다. 또한, 약 5MHz의 나이퀴스트 사인파 입력에 대해 측정된 유효비트는 10.12 비트이다.

파이프라인 구조를 가진 고해상도 CMOS A/D 변환기를 위한 디지탈 교정 및 보정 회로 (Digital correction and calibration circuits for a high-resolution CMOS pipelined A/D converter)

  • 조준호;최희철;이승훈
    • 전자공학회논문지A
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    • 제33A권6호
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    • pp.230-238
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    • 1996
  • In this paper, digital corrction and calibration circuit for a high-resolution CMOS pipelined A/D converter are proposed. The circuits were actually applied to a 12 -bit 4-stage pipelined A/D converter which was implemented in a 0.8${\mu}$m p-well CMOS process. The proposed digital correction logic is based on optimum multiplexer and two nonoverlapping clock phases resulting in a small die area snd a modular pipelined architecture. The propsoed digital calibration logic which consists of calibration control logic, error averaging logic, and memory can effectively perform self-calibration with little modifying analog functional bolcks of a conventional pipelined A/D conveter.

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Verilog-A를 이용한 파이프라인 A/D변환기의 모델링 (Modeling of Pipeline A/D converter with Verilog-A)

  • 박상욱;이재용;윤광섭
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권10C호
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    • pp.1019-1024
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    • 2007
  • 본 논문에서는 무선 랜 시스템용 10비트 20MHz 파이프라인 아날로그-디지털 변환기 설계를 위해서 Verilog-A 언어를 사용하여서 모델링하였다. 변환기내 샘플 / 홀드 증폭기, 비교기, MDAC 및 오차 보정 회로 등의 구성회로들을 각각 모델링해서 모의실험 한 결과 HSPICE를 이용한 모의 실험 시간보다 1/50배로 단축되어서 시스템 모델링에 적합함을 확인하였다.

A 1.8 V 40-MS/sec 10-bit 0.18-㎛ CMOS Pipelined ADC using a Bootstrapped Switch with Constant Resistance

  • Eo, Ji-Hun;Kim, Sang-Hun;Kim, Mun-Gyu;Jang, Young-Chan
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제10권1호
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    • pp.85-90
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    • 2012
  • A 40-MS/sec 10-bit pipelined analog to digital converter (ADC) with a 1.2 Vpp differential input signal is proposed. The implemented pipelined ADC consists of eight stages of 1.5 bit/stage, one stage of 2 bit/stage, a digital error correction block, band-gap reference circuit & reference driver, and clock generator. The 1.5 bit/stage consists of a sub-ADC, digital to analog (DAC), and gain stage, and the 2.0 bit/stage consists of only a 2-bit sub-ADC. A bootstrapped switch with a constant resistance is proposed to improve the linearity of the input switch. It reduces the maximum VGS variation of the conventional bootstrapped switch by 67%. The proposed bootstrapped switch is used in the first 1.5 bit/stage instead of a sample-hold amplifier (SHA). This results in the reduction of the hardware and power consumption. It also increases the input bandwidth and dynamic performance. A reference voltage for the ADC is driven by using an on-chip reference driver without an external reference. A digital error correction with a redundancy is also used to compensate for analog noise such as an input offset voltage of a comparator and a gain error of a gain stage. The proposed pipelined ADC is implemented by using a 0.18-${\mu}m$ 1- poly 5-metal CMOS process with a 1.8 V supply. The total area including a power decoupling capacitor and the power consumption are 0.95 $mm^2$ and 51.5 mW, respectively. The signal-to-noise and distortion ratio (SNDR) is 56.15 dB at the Nyquist frequency, resulting in an effective number of bits (ENOB) of 9.03 bits.

Pipelined A/D 변환기 용 Charge-Shared Switching MDAC의 설계 (Design of the Charge-Shared Switching MDAC for a Pipelined A/D Converter)

  • 박만규;이종훈;김상호;김상민;손영철;김대정;김동명
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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    • pp.69-72
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    • 2002
  • This paper proposed a new charge-shared switching MDAC for a pipelined A/D converter The proposed architecture accomplishes the same function of a conventional multiplying-digital-to-analog converter (MDAC). By adopting the proposed scheme, about 40% of the total capacitances could be reduced and the speed of the MDAC increases. The performance of the charge-shared switching MDAC has been Proved by HSPICE simulations.

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Multi SHA 구조의 파이프라인 아날로그-디지털 변환기 설계 (A Design of Pipelined Analog-to-Digital Converter with Multi SHA Structure)

  • 이승우;나유찬;신홍규
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권2A호
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    • pp.114-121
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    • 2005
  • 본 논문에서는 고속 동작을 위한 multi SHA(ammple and hold amplifier) 구조의 파이프라인 A/D 변환기 (analog-to-digital converter)를 제안하였다. 제안된 구조는 변환 속도를 높이기 위해, 동일한 SHA를 병렬로 연결하여 multi SHA를 구성하였다. 이를 비중첩 클럭(nonoverlapping clock)에서 동작하도록 하여 셀을 구성하는 SHA의 수와 비례한 빠른 샘플링 속도를 얻을 수 있도록 하였다. 제안된 구조를 적용하여 VDSL(very high-speed digital subscriber line) 모뎀의 아날로그 front-end단의 요구 사항을 만족하는 파이프라인 A/D 변환기를 설계하였다. 설계된 A/D 변환기의 DNL(differential nonlinearity)과 INL(integral nonlinearity)은 각각 $0.52LSB{\sim}-0.50LSB,\;0.80LSB{\sim}-0.76LSB$의 특성을 나타내어 설계 사양을 만족함을 확인하였다. 또한 2048 point에 대한 FFT를 수행한 결과 SNR이 약 66dB로 10.7 비트의 해상도가 얻어짐을 확인하였으며, 전력 소모는 24.32mW로 측정되었다.

다단 12-비트 고속 파이프라인 A/D 변환기의 구조 설계 (An Architecture Design of a Multi-Stage 12-bit High-Speed Pipelined A/D Converter)

  • 임신일;이승훈
    • 전자공학회논문지A
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    • 제32A권12호
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    • pp.220-228
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    • 1995
  • An optimized 4-stage 12-bit pipelined CMOS analog-to-digital converter (ADC) architecture is proposed to obtain high linearity and high yield. The ADC based on a multiplying digital-to-analog converter (MDAC) selectively employs a binary-weighted-capacitor (BWC) array in the front-end stage and a unit-capacitor (UC) array in the back-end stages to improve integral nonlinearity (INL) and differential nonlinearity (DNL) simultaneously whil maintaining high yield. A digital-domain nonlinear error calibration technique is applied in the first stage of the ADC to improve its accuracy to 12-bit level. The largest DNL error in the mid-point code of the ADC is reduced by avoiding a code-error symmetry observed in a conventional digitally calibrated ADC is reduced by avoiding a code-error symmetry observed in a conventional digitally calibrated ADC is simulated to prove the effectiveness of the proposed ADC architecture.

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비디오 신호처리용 저전력 아날로그 디지털 변환기 (Low-power Analog-to-Digital Converter for video signal processing)

  • 조성익;손주호;김동용
    • 한국통신학회논문지
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    • 제24권8A호
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    • pp.1259-1264
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    • 1999
  • 본 논문에서는 파이프라인드 방식의 빠른 변환 속도와 축차 비교 방식의 저전력 구조를 이용하여 고속, 저전력 아날로그 디지털 변환기를 제안하였다. 제안된 구조의 변환 방법은 축차 비교 방식의 변환에서 비교기를 파이프라인드 구조로 연결하여 홀드된 주기에 비교기의 기준 전위를 전 비교기의 출력값에 의해 변환하도록 하여 고속 동작이 가능하도록 하였다. 제안된 구조에 의해 비디오 신호처리가 가능한 10MS/s 아날로그 디지털 변환기를 0.8$\mu\textrm{m}$ CMOS공정으로 HSPICE로써 시뮬레이션하였다. 6비트 아날로그 디지털 변환기는 100kHz 사인 입력 신호를 10MS/s로 샘플링 하여 DFT측정한 결과 37dB의 SNR을 얻을 수 있었으며, 전력 소모는 1.46mW로 측정되었다. 8비트 아날로그 디지털 변환기는 INL/DNL은 각각 $\pm$0.5/$\pm$1이었으며, 100kHz 사인 입력 신호를 10MS/s로 샘플링 하여 DFT 측정하였을 때 SNR은 41dB를 얻을 수 있었고, 전력 소모는 4.14mW로 측정되었다.

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여러개의 S/H단 구조를 가지는 파이프라인 A/D변환기 (Pipelined A/D Converter with Multiple S/H Stage Structure)

  • 조성익
    • 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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    • 제54권3호
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    • pp.186-190
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    • 2005
  • In this paper, the pipelined A/D converter with multi S/H stage structure is proposed for high resolution and high-speed data conversion rate. In order to improve a resolution and operational speed, the proposed structure increased the sampling time that is sampled input signal. In order to verify the operation characteristics, 20MS/s pipelined A/D converter is designed with two S/H stage. The simulation result shows that INL and DNL are $0.52LSB\~-0.63LSB$ and $0.53LSB\~-0.56LSB$, respectively. Also, the designed Analog-to-Digital converter has the SNR of 43dB and power consumption is 18.5mW.