集成电路设计丛书 高效模拟前端集成电路
作者：朱樟明著
出版时间： 2019年版
丛编项： 集成电路设计丛书
内容简介
　　《高效模拟前端集成电路》系统介绍高效模拟前端集成电路设计所涉及的一些关键技术和科学问题，包括放大器电路、锁相环电路、新型模数转换器等，并结合工程应用，系统介绍多种模拟前端电路以及通信模拟收发机集成电路等内容，对想深入了解及学习模拟和混合信号集成电路设计的设计人员和研究人员具有很强的指导意义和实用性。《高效模拟前端集成电路》所提出的体系结构、电路结构、关键电路模块都经过流片验证，并在实际工程中获得应用，可以直接供读者参考。《高效模拟前端集成电路》还介绍新的压控振荡器及噪声整形模数转换器电路技术，这是当前国内外混合信号集成电路的前沿研究内容。
目录
目录
序
前言
第1章 绪论 1
1.1 主要研究进展及发展趋势 1
1.2 本书的主要内容 3
参考文献 4
第2章 放大器理论与电路 5
2.1 基本CMOS模拟放大器 5
2.1.1 共源放大器 5
2.1.2 共漏放大器 6
2.1.3 共栅放大器 7
2.1.4 Cascode 放大器 8
2.1.5 CMOS差分放大器 9
2.1.6 两级CMOS运算放大器 14
2.2 高速CMOS跨导放大器 18
2.2.1 单级共源共栅OTA 18
2.2.2 多级OTA的频率补偿技术 19
2.2.3 四级高速OTA 29
2.3 CMOS可变增益放大器 35
2.3.1 VGA常见结构和工作原理 35
2.3.2 基于CMOS工艺的指数函数实现方法 39
2.3.3 二进制权重可配置可编程增益放大器 41
2.3.4 自动增益控制环路基础 45
2.4 CMOS跨阻放大器理论与电路 45
2.4.1 跨阻放大器基本原理 45
2.4.2 前端跨阻放大器 47
2.4.3 后级放大器和输出缓冲级 55
2.4.4 CMOS跨阻放大器电路实现 56
2.5 CMOS仪表放大器 61
2.5.1 仪表放大器简介 61
2.5.2 低功耗、高性能CMOS仪表放大器优化技术 64
参考文献 72
第3章 锁相环和片上时钟 74
3.1 模拟锁相环理论和电路 74
3.1.1 锁相环基本工作原理 74
3.1.2 鉴频鉴相器 74
3.1.3 电荷泵 75
3.1.4 环路滤波器 77
3.1.5 压控振荡器 78
3.1.6 分频器 80
3.1.7 锁相环线性模型 80
3.1.8 锁相环的性能指标 82
3.2 延迟锁相环理论和电路 84
3.2.1 延迟锁相环的工作原理 85
3.2.2 延迟锁相环的小信号模型分析 85
3.2.3 延迟锁相环的锁定范围 86
3.2.4 DLL的相位噪声分析 87
3.2.5 DLL的抖动值分析 87
3.2.6 关键电路模块 88
3.3 数字锁相环理论和电路 92
3.3.1 数字锁相环的基本结构和原理 92
3.3.2 数字鉴相器 93
3.3.3 时间数字转换器 95
3.3.4 数字环路滤波器 98
3.3.5 数控振荡器 100
3.4 片上高精度时钟电路 104
3.4.1 时钟缓冲放大器 105
3.4.2 典型时钟脉冲宽度调制电路结构 107
3.4.3 关键模块电路 108
3.4.4 电荷泵 110
3.4.5 抖动退化放大器、压控延迟电路和缓冲器 112
参考文献 115
第4章 数据转换器 116
4.1 奈奎斯特模数转换器 116
4.1.1 流水线模数转换器 116
4.1.2 逐次逼近型模数转换器 118
4.1.3 流水线-逐次逼近型模数转换器 118
4.2 CMOS电流舵数模转换器 134
4.2.1 DAC 的分类和常用结构 134
4.2.2 16 位1GS/s 分段电流舵CMOSDAC 138
4.3 基于压控振荡器的新型ADC 153
4.3.1 VCO-based ADC的工作原理 153
4.3.2 VCO-SAR ADC的基本结构 156
4.3.3 VCO-SAR ADC的误差分析 157
4.3.4 VCO-SAR ADC的关键电路设计 161
4.3.5 测试结果 164
4.4 噪声整形数据转换器 166
4.4.1 噪声反馈到比较器输入端的NS SAR ADC 166
4.4.2 噪声反馈到信号输入端的NS SAR ADC 175
4.5 Σ-Δ ADC 178
4.5.1 Σ-Δ ADC的基本结构 178
4.5.2 离散时间型Σ-Δ ADC与连续时间型Σ-Δ ADC 181
4.5.3 抽取滤波器 196
4.5.4 数字校准算法 198
参考文献 200
第5章 高速数据接口收发机电路 203
5.1 LVDS接口电路 203
5.1.1 LVDS高速接口基本原理 203
5.1.2 LVDS接收器电路 204
5.1.3 LVDS驱动器电路 211
5.2 高速串行接口收发机 215
5.2.1 高速串行接口收发机关键指标 215
5.2.2 前向时钟高速串行接口收发机结构 217
5.2.3 前向时钟高速串行接口发射机 219
5.2.4 前向时钟高速串行接口接收机 221
参考文献 226
第6章 传感器前端接口电路 227
6.1 生物前端传感器接口电路 227
6.1.1 生理电信号特征 228
6.1.2 低功耗模拟前端接口电路架构 237
6.1.3 一款0.5V低功耗、低噪声模拟前端接口电路 239
6.2 线性模式激光雷达接收器模拟前端电路 264
6.2.1 激光雷达探测原理 265
6.2.2 基于脉冲飞行时间探测的线性模式激光雷达接收器模拟前端电路 268
参考文献 286
第7章 宽带电力线通信收发机电路 288
7.1 电力线通信收发机系统结构 288
7.2 宽带可重构电力线通信接收机系统结构 289
7.2.1 衰减可编程增益放大器 290
7.2.2 低噪声放大器 293
7.2.3 输入共模钳位电路 296
7.2.4 高阶低通滤波器电路 297
7.2.5 可编程增益放大器 306
7.3 宽带可重构电力线通信发射机系统结构 314
参考文献 316