- **低电压设计技术**- **技术描述**：随着芯片制造工艺进入纳米级别，如28nm节点及以下，电源电压严重缩减，不超过0.9V。这就要求模拟电路设计采用适应低电压环境的技术。例如，传统的套筒式放大器在这种低电压下性能受限，需要重新设计电路结构和偏置方式，以在低电压下仍能实现较高的增益和带宽。
- **作用**：确保模拟电路在先进纳米工艺下能够正常工作，维持一定的性能水平，满足高性能模数转换器对模拟前端电路的要求。- **本征增益与带宽优化技术** - **技术描述**：纳米工艺下本征增益降低，为了提高放大器精度，需要通过电路设计优化本征增益。同时，针对寄生电容随工艺尺度缩小而上升的问题，要采取措施优化带宽。例如，通过合理选择晶体管尺寸、优化电路拓扑结构等方式，减小寄生电容对带宽的影响，提高模拟信号带宽，使其接近或达到工艺约束的本征频率上限。 - **作用**：提高模拟电路的性能，保证在纳米工艺下能够为模数转换器提供高质量的模拟信号输入，确保转换的准确性和精度。 - **信噪比提升技术** - **技术描述**： - 针对纳米工艺下电源电压下降导致采样电容需求增加从而限制SNR的问题，需要采用特殊的电路设计和技术来提升SNR。例如，优化采样电容的结构和材料，采用低噪声的放大器作为输入缓冲器，降低电路中的噪声源。 - 对于受采样时钟抖动制约的系统SNR问题，采用高精度的时钟产生和传输电路，减小时钟抖动。例如，使用低抖动的晶振作为时钟源，并通过合理的时钟分配网络和滤波技术，确保时钟信号的稳定性和准确性。 - **作用**：提高射频ADC的信噪比，使其在高速高精度的应用场景下能够准确地将模拟射频信号转换为数字信号，减少信号失真和误差。- **动态误差抑制技术** - **技术描述**：为了减少高速采样电路中由射频馈通和采样网络回踢噪声贡献的动态误差，采用屏蔽、滤波和噪声抵消等技术。例如，在电路布局上采用合理的屏蔽措施，将敏感电路与噪声源隔离；在采样网络中加入滤波器，滤除高频噪声；采用差分结构和噪声抵消算法，降低回踢噪声的影响。 - **作用**：提高射频ADC的动态性能，改善无杂散动态范围（SFDR）和有效分辨率带宽（ERBW）等性能指标，确保在处理高速射频信号时能够准确转换。- **采样电路优化技术** - **技术描述**：2016 - 2023年时序交织ADC主要工作集中在采样电路规模缩减和工艺优化方面。这包括采用更先进的半导体制造工艺，减小采样电路中晶体管和电容的尺寸，同时优化电路布局，提高电路的集成度和性能。例如，使用更小尺寸的CMOS工艺，减少寄生电容和电阻，提高采样速度和精度。 - **作用**：提高时序交织ADC的性能，使其能够在满足高速采样要求的同时，降低功耗和成本，提高电路的可靠性和稳定性。- **信号与电源完整性保障技术** - **技术描述**：在高速信号传输中，为确保信号完整性（SI）和电源完整性（PI），采用多种技术。对于信号完整性，使用高速信号传输线的设计规范，如合理选择线宽、线距和介质材料，采用差分信号传输方式，减少信号失真和串扰。对于电源完整性，采用电源滤波和稳压技术，如在电源输入端加入滤波电容和电感，使用稳压芯片确保电源电压的稳定，防止电源噪声对电路性能的影响。 - **作用**：保证时序交织ADC在高速工作时能够准确地处理信号，避免因信号完整性和电源完整性问题导致的信号错误和性能下降。- **Sigma - Delta转换技术** - **技术描述**：Sigma - Delta ADC在处理极微弱信号时具有优势。它采用过采样和噪声整形技术，通过对信号进行多次采样并对噪声进行整形处理，提高信号的信噪比。例如，在过采样模式下，以高于奈奎斯特频率的采样率对信号进行采样，然后通过噪声整形滤波器将噪声能量集中在高频段，从而提高低频信号的信噪比。 - **作用**：能够有效处理极微弱信号，提高量化精度，适用于对精度要求较高的测量和检测应用场景，如生物医学信号检测等。- **参考电压优化技术** - **技术描述**：由于一些高性能ADC对参考电压有依赖，且高电源电压会导致大功耗，因此需要优化参考电压。例如，采用高精度的电压基准源，通过电路设计和校准技术，确保参考电压的准确性和稳定性。同时，探索低电压下的参考电压生成技术，以降低功耗。 - **作用**：提高ADC的性能和效率，在保证量化精度的同时，降低功耗，使其更适合于实际应用中的电源和性能要求。- **可重构架构设计技术** - **技术描述**：为实现系统可重构以及多场景多模态高精度应用，采用可重构架构设计技术。例如，设计一种跨架构可重构ADC，通过改变内部电路连接和配置参数，可以在不同的ADC架构（如SAR、Sigma - Delta等）之间切换，以适应不同的信号类型和应用场景。 - **作用**：提高ADC的灵活性和适应性，使其能够在多种应用场景下都能发挥良好的性能，满足不同用户和系统的需求。![]()
参考：《高性能模数转换器技术挑战与发展趋势》
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