应用于宽带Δ-Σ ADC 的多级运算放大器

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2017.01.006

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2017, Vol. 45 ›› Issue (1): 42-47.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.01.006

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应用于宽带Δ-Σ ADC 的多级运算放大器

徐肯蔡敏^† 贺小勇

华南理工大学电子与信息学院，广东广州 510640

收稿日期:2016-04-01 修回日期:2016-06-03 出版日期:2017-01-25 发布日期:2016-12-01
通信作者: 蔡敏( 1955-) ，男，教授，博士生导师，主要从事专用集成电路设计研究． E-mail:admincai@scut.edu.cn
作者简介:徐肯( 1980-) ，男，博士生，工程师，主要从事射频及混合信号集成电路研究．E-mail: xuken@ 126．com
基金资助:
国家科技重大专项( 2010ZX03001-004-03)

Multi-Stage Operational Amplifier for Broadband Δ-Σ ADC

XU Ken CAI Min HE Xiao-yong

School of Electronic and Information Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China

Received:2016-04-01 Revised:2016-06-03 Online:2017-01-25 Published:2016-12-01
Contact: 蔡敏( 1955-) ，男，教授，博士生导师，主要从事专用集成电路设计研究． E-mail:admincai@scut.edu.cn
About author:徐肯( 1980-) ，男，博士生，工程师，主要从事射频及混合信号集成电路研究．E-mail: xuken@ 126．com
Supported by:
Supported by the National Science and Technology Major Project of China( 2010ZX03001-004-03)

摘要/Abstract

摘要： 为提高运算放大器的带内增益和带宽，提出了一款应用于长期演进( LTE) 接收机中宽带Δ-Σ模数转换器( ADC) 的四级运算放大器．该运算放大器采用前馈Gm-C 和密勒补偿相结合的混合型频率补偿方法，以保证运算放大器的稳定性．文中采用0. 13 μm 1P6M CMOS 工艺设计了一款高性能的四级运算放大器，并将该运算放大器应用于宽带 Δ-ΣADC 中．测试结果显示: 该运算放大器在1. 5 V 供电电压下可获得72. 8 dB 的直流增益、442MHz 的增益带宽积和101V/μs 的转换率; 在相同的功耗和带宽下，该放大器的带内( 0～10MHz) 增益比传统的两级放大器提高了6 dB 以上; 采用该运算放大器的宽带 Δ-ΣADC在10MHz 的信号带宽下具有68 dB 的信噪比和78 dB 的无杂散动态范围．

关键词: 运算放大器, 多级, 频率补偿, 宽带放大器, Δ-Σ调制, 模数转换器

Abstract:

In order to improve the in-band gain and bandwidth of operational amplifiers,a four-stage operational amplifier of the broadband Δ-Σ ADC used in long-term evolution receivers is proposed.In the operational amplifier,a hybrid frequency compensation scheme combining feedforward Gm-C and Miller technique is adopted to ensure the stability.Then,a high-performance four-stage operational amplifier is designed in 0.13 μm 1P6M CMOS technology,and it is applied to the broadband Δ-Σ ADC.Test results show that ( 1) with a power supply of 1.5V,the operational amplifier achieves a unity gain bandwidth of 442MHz,a DC gain of 72.8dB and a slew rate of 101V/μs; ( 2) with the same bandwidth and power dissipation,the in-band ( 0 ～ 10MHz) gain of the proposed amplifier is 6 dB more than that of the traditional two-stage operational amplifier; and ( 3) in a signal bandwidth of 10MHz,the broadband Δ-Σ ADC adopting the proposed amplifier achieves a SNR of 68 dB and a SFDR of 78 dB.

Key words: operational amplifiers, multi-stage, frequency compensation, broadband amplifiers, sigma-delta modulation, analog-to-digital conversion

中图分类号:

TN47

徐肯蔡敏贺小勇. 应用于宽带Δ-Σ ADC 的多级运算放大器[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2017, 45(1): 42-47.

XU Ken CAI Min HE Xiao-yong. Multi-Stage Operational Amplifier for Broadband Δ-Σ ADC[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2017, 45(1): 42-47.

[1]	宋满存, 李国强, 朱熠, 等. 一种多级缸结构的浮力调节装置及其精度分析[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2021, 49(9): 120-125.
[2]	崔冬, 王明, 李刚, 等. 基于多级深度特征与随机游走的显著性检测[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2020, 48(8): 49-55.
[3]	魏小兰刘侨丁静王维龙陈洪银杨建平 . 多孔硅铝酸盐的制备及吸湿性能[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2015, 43(10): 140-146.
[4]	熊召新蔡敏贺小勇. 高速高精度模数转换器的数字后台校准算法[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2013, 41(6): 17-22.
[5]	欧栋生汤勇万珍平陆龙生练彬. 微型直齿沟槽铜管充液旋压-多级拉拔复合成形[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2010, 38(12): 14-19.
[6]	潘朝群张亚君邓先和黄阔. 多级雾化超重力旋转床中气液传质实验研究[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2006, 34(3): 67-71.
[7]	潘朝群张燕青邓先和陈海辉. 多级雾化超重力旋转床能耗的建模及实验[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2005, 33(10): 48-51,89.
[8]	曾庆敦张宁. 正交叠层板的多级横向开裂问题[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2004, 32(12): 30-33,39.

应用于宽带Δ-Σ ADC 的多级运算放大器

Multi-Stage Operational Amplifier for Broadband Δ-Σ ADC

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