Modeling of systems and processes Modeling of systems and processes Моделирование систем и процессов 2219-0767 33375 10.12737/article_5db1e3e611e279.71740920 Технические науки Технические науки DESIGN OF HIGH-RESOLUTION (12-14 BIT) MULTI-CHIP CONVEYOR ADCS WITH 0.5-1 GHZ CONVERSION FREQUENCY Проектирование многокристальных конвейерных АЦП высокого разрешения (12-14 бит) с частотой преобразования 0,5-1 ГГц Кононов Владимир Сергеевич Kononov Vladimir Sergeevich АО «Специализированное конструкторско-технологическое бюро электронных систем» (ОАО «СКТБ ЭС») Россия АО «Специализированное конструкторско-технологическое бюро электронных систем» (ОАО «СКТБ ЭС») Russian Federation 12 2 38 51 https://naukaru.ru/en/nauka/article/33375/view

Исследованы низковольтные усилители телескопического типа на основе КМОП-технологии с проектными нормами 180 нм и 60 нм. Установлено, что наилучшие характеристики по нелинейности в диапазоне частот до 250 МГц имеют усилители, изготовленные по технологии с проектными нормами 180 нм. Показано, что усилители типа сложенного каскода с напряжением питания 2,5-3 В и каскодными транзисторами с предельно-допустимыми межэлектродными напряжениями 1,2-1,8 В могут деградировать и даже катастрофически отказывать при воздействии ТЗЧ. Рассмотрены технические решения для проведения калибровки смещения и выравнивания усиления каналов при создании 4-канальных 12-14-разрядных АЦП с частотой преобразования до 1 ГГц и 0,5 ГГц соответственно. Показано, что многокристальное исполнение АЦП такого типа в виде микросборок позволяет достичь типовых значений интегральной нелинейности, отношения сигнал/шум и динамического диапазона.

Low-voltage amplifiers of telescopic type based on CMOS technology with design norms of 180 nm and 60 nm are investigated. It is established that the best characteristics of nonlinearity in the frequency range up to 250 MHz have amplifiers manufactured by technology with design standards of 180 nm. It is shown that amplifiers of the folded CAS-code type with a supply voltage of 2.5-3 V and cascade transistors with maximum permissible interelectrode voltages of 1.2-1.8 V can degrade and even catastrophically fail when exposed to TKCH. Technical solutions for calibration of bias and gain equalization of channels in the creation of 4-channel 12-14-bit ADC with conversion frequency up to 1 GHz and 0.5 GHz are considered. It is shown that the multi-chip use of this type of ADC in the form of microassemblies allows to achieve typical values of integral nonlinearity, signal-to-noise ratio and dynamic range.

 АЦП преобразование усиление шум нелинейность микросборка ADC transformation amplification noise nonlinearity microassembly

Оппенгейм, А. Цифровая обработка сигналов / А.Оппенгейм, Р.Шафер. - М. : Техносфера. - 2006. - 856 с. Oppengeym, A. Cifrovaya obrabotka signalov / A.Oppengeym, R.Shafer. - M. : Tehnosfera. - 2006. - 856 s. Ионизирующие излучения космического пространства и их воздействие на бортовую аппаратуру космических аппаратов / под науч. ред. Г.Г. Райкунова. - М. : Физматлит. - 2013. - 256 с. Ioniziruyuschie izlucheniya kosmicheskogo prostranstva i ih vozdeystvie na bortovuyu apparaturu kosmicheskih apparatov / pod nauch. red. G.G. Raykunova. - M. : Fizmatlit. - 2013. - 256 s. HMX ADC 9246: Radiation Hardened 14-bit 125 MSPS Monolithic A/D Converter / Honeywell, Data Sheets. - 2010. - № 61-0996-000-000 (www.honeywell.com). HMX ADC 9246: Radiation Hardened 14-bit 125 MSPS Monolithic A/D Converter / Honeywell, Data Sheets. - 2010. - № 61-0996-000-000 (www.honeywell.com). Кононов, В. С. Схемотехнические методы повышения стойкости аналоговых блоков АЦП к воздействию тяжелых заряженных частиц / В. С. Кононов, А. А. Илларионов.// Теория и техника специальной радиосвязи. - 2018. - № 2. - С. 101-107. Kononov, V. S. Shemotehnicheskie metody povysheniya stoykosti analogovyh blokov ACP k vozdeystviyu tyazhelyh zaryazhennyh chastic / V. S. Kononov, A. A. Illarionov.// Teoriya i tehnika special'noy radiosvyazi. - 2018. - № 2. - S. 101-107. Кестер, У. Аналого-цифровое преобразование / У. Кестер. - М. : Техносфера. - 2004. - 1016 с. Kester, U. Analogo-cifrovoe preobrazovanie / U. Kester. - M. : Tehnosfera. - 2004. - 1016 s. Эннс, В. И. Проектирование аналоговых КМОП-микросхем / В. И. Эннс, Ю. М. Кобзев. - М. : Горячая линия - Телеком, 2005. - 454 с. Enns, V. I. Proektirovanie analogovyh KMOP-mikroshem / V. I. Enns, Yu. M. Kobzev. - M. : Goryachaya liniya - Telekom, 2005. - 454 s. A high-linearity pipelined ADC with opamp splitsharing in a combined front-end of S/H and MDAC1 / Z. Wang [et al.] // IEEE Trans. Circuits Syst.1.Reg.Papers. - 2013. - V. 60, № 11. - Pp. 2834-2844. A high-linearity pipelined ADC with opamp splitsharing in a combined front-end of S/H and MDAC1 / Z. Wang [et al.] // IEEE Trans. Circuits Syst.1.Reg.Papers. - 2013. - V. 60, № 11. - Pp. 2834-2844. A digitally calibrated 14-bit linear 100-MS/s pipelined ADC with wideband sampling front end / L. Luo [et al.] // Proc. IEEE European Solid State Circuits Conf, 2009. - Pp. 472-475. A digitally calibrated 14-bit linear 100-MS/s pipelined ADC with wideband sampling front end / L. Luo [et al.] // Proc. IEEE European Solid State Circuits Conf, 2009. - Pp. 472-475. A process-scalable low-power charge-domain 13-bit pipeline ADC / M. Anhony [et al.] // Proc. IEEE Symp. VLSI Circ. Dig. Tech. Papers, 2008. - Pp. 222-223. A process-scalable low-power charge-domain 13-bit pipeline ADC / M. Anhony [et al.] // Proc. IEEE Symp. VLSI Circ. Dig. Tech. Papers, 2008. - Pp. 222-223. A 1.2-V 250-mW 14-b 100-MS/s digitally calibrated pipeline ADC in 90-nm CMOS / Van de Vel H. [et al.] // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 2009. - V. 44, № 4. - Pp. 1047-1056. A 1.2-V 250-mW 14-b 100-MS/s digitally calibrated pipeline ADC in 90-nm CMOS / Van de Vel H. [et al.] // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 2009. - V. 44, № 4. - Pp. 1047-1056. A 10-b 320-MS/s stage-gain-error self-calibration pipeline ADC / C. J. Tseng [et al.] // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 2012. - V. 47, № 6. - Pp. 1334-1343. A 10-b 320-MS/s stage-gain-error self-calibration pipeline ADC / C. J. Tseng [et al.] // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 2012. - V. 47, № 6. - Pp. 1334-1343. A 14-bit 250-MS/s IF Sampling Pipelined ADC in 180 nm CMOS Process / X.Zheng [et al.] // IEEE Transactions on Circuits and Systems-1: manuscript. - 2016. - V. 63, № 9. - Pp. 1-12. A 14-bit 250-MS/s IF Sampling Pipelined ADC in 180 nm CMOS Process / X.Zheng [et al.] // IEEE Transactions on Circuits and Systems-1: manuscript. - 2016. - V. 63, № 9. - Pp. 1-12. Уэйкерли, Дж.Ф. Проектирование цифровых устройств / Дж. Ф. Уэйкерли. - М. : Постмаркет, 2002. - 544 с. Ueykerli, Dzh.F. Proektirovanie cifrovyh ustroystv / Dzh. F. Ueykerli. - M. : Postmarket, 2002. - 544 s.