Разработка аналого-цифровых преобразователей КМОП-типа с повышенной стойкостью к воздействию электрических помех, радиации и тяжелых заряженных частиц тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.01, кандидат наук Кононов, Владимир Сергеевич

• Кононов, Владимир Сергеевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Кононов, Владимир Сергеевич

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. БАЗОВЫЕ МЕТОДЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ И АРХИТЕКТУРЫ АЦП. ПОГРЕШНОСТИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И СТОЙКОСТЬ АЦП К ВОЗДЕЙСТВИЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОМЕХ,

РАДИАЦИИ И ТЯЖЕЛЫХ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

1.1 Базовые методы преобразования аналоговых сигналов

1.1.1 Метод прямого преобразования

1.1.2 Метод аналоговой свертки

1.1.3 Метод многоступенчатого преобразования

1.1.4 Метод последовательного приближения

1.2 Базовые архитектуры АЦП

1.2.1 Архитектура параллельного АЦП

1.2.2 Архитектура АЦП с аналоговой сверткой

1.2.3 Архитектура многоступенчатых АЦП

1.2.4 Архитектура АЦП последовательного приближения

1.3. Погрешности преобразования аналоговых сигналов

1.3.1 Погрешности постоянного тока

1.3.2 Погрешности переменного тока

1.4. Стойкость АЦП к воздействию радиации и тяжелых заряженных частиц

1.4.1 Одиночные сбои (SEU)

1.4.2 Одиночные события радиационного защелкивания (SEL)

1.4.3 Одиночный эффект прерывания функционирования (SEFI)

1.4.4 Одиночный эффект вторичного пробоя в МОП-транзисторах (SES)

1.4.5 Одиночные события, связанные с импульсной переходной

ионизационной реакцией (SET)

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 1

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА СПОСОБА ИНТЕРПОЛЯЦИИ И СИНХРОНИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ И 8-РАЗРЯДНОГО КМОП-АЦП С БЕЗКОНДЕНСАТОРНОЙ АРХИТЕКТУРОЙ НА ЕГО ОСНОВЕ

2.1. Способ интерполяции и синхронизации процесса

преобразования

2.2. Архитектура 8-разрядного КМОП-АЦП

2.3. Схемотехнические и конструкторские решения основных блоков 8-разрядного КМОП-АЦП с КНИ-подложкой

2.3.1 Компаратор

2.3.2 Интерфейс для электрической компенсации смещения в предусилителях компараторов

2.3.3 Источник опорного напряжения

2.4. Результаты моделирования

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА СПОСОБА ЦИФРОВОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВХОДНОГО АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА И МНОГОРАЗРЯДНЫХ КМОП-АЦП НА ЕГО ОСНОВЕ

3.1. Способ цифрового прогнозирования и базовые архитектуры

КМОП-АЦП

3.2. Схемотехнические решения основных блоков КМОП-АЦП разрядностью 12 и 16 бит

3.2.1 Секционные усилители и аналоговые вычитатели

3.2.2 Секционные АЦП

3.2.3 Секционные ЦАП

3.2.4 Секционные УВХ и остальные блоки

3

3.3. Результаты моделирования

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И СТОЙКОСТИ 8-РАЗРЯДНОГО КМОП-АЦП К ВОЗДЕЙСТВИЮ РАДИАЦИИ И ТЯЖЕЛЫХ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

4.1 Исследование погрешностей преобразования аналоговых сигналов

4.1.1 Методика исследования параметра UCMo

4.1.2 Методика исследования параметров DNL и INL

4.1.3 Методика исследования параметров SNR и SFDR

4.1.4 Результаты исследования погрешностей преобразования аналоговых сигналов

4.2 Исследование влияния электрических помех

4.3 Исследование стойкости к воздействию радиации и тяжелых заряженных частиц

4.3.1 Исследование влияния импульсной радиации

4.3.2 Результаты исследования влияния импульсных

излучений

4.3.3 Исследование влияния тяжелых заряженных частиц

4.3.4 Результаты исследования влияния тяжелых заряженных

частиц

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Список использованных сокращений

ЦОС - цифровая обработка сигналов.

АЦП - аналого-цифровой преобразователь.

АЦ-преобразование - аналого-цифровое преобразование.

ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь.

КНИ - кремний на изоляторе.

МЗР - младший значащий разряд.

Uon - опорное напряжение.

иш - напряжение входной шкалы АЦП, задаваемое в пределах от минимально-допустимого до максимально-допустимого значений этого напряжения.

Un - напряжение питания.

ДУ - дифференциальный усилитель.

ПУ - предварительный усилитель.

СУ - складывающий усилитель.

УСОП - усилитель сигнала ошибки преобразования.

ОУ - операционный усилитель.

УВХ - усилитель выборки/хранения.

ИОН - источник опорного напряжения.

РПП - регистр последовательного приближения.

ГОИ - генератор одиночных импульсов.

SNR - отношение сигнал/шум.

SFDR - динамический диапазон свободный от помех.

LNL - интегральная нелинейность.

DNL - дифференциальная нелинейность.

RMS - среднее квадратичное значение.

ТЗЧ - тяжелая заряженная частица.

ВЭП - высокоэнергетичный протон.

ВЭН - высокоэнергетичный нейтрон.

ОЯЧ - отдельная ядерная частица.

ОС - одиночное событие.

SEU - обратимый одиночный сбой.

SEL - одиночное событие радиационного защелкивания.

SEFI - одиночный эффект функционального прерывания.

SES - одиночный эффект вторичного пробоя в n-МОП транзисторах.

SET - переходная ионизационная реакция, вызванная попаданием ОЯЧ в

чувствительную область кристалла микросхемы.

ЛПЭ - линейные потери энергии.

ГКЛ - галактические космические лучи.

СКЛ - солнечные космические лучи.

Qriop - пороговый заряд в чувствительном объеме микросхемы, который вызывает сбой в работе микросхемы.

ОПЗ - область пространственного заряда обратно смещенного р-п-перехода.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка аналого-цифровых преобразователей КМОП-типа с повышенной стойкостью к воздействию электрических помех, радиации и тяжелых заряженных частиц»

Введение

Диссертация направлена на решение важной научно-технической задачи по разработке и развитию методов цифровой обработки аналоговых сигналов (ЦОС) и созданию на их основе новых аналого-цифровых преобразователей (АЦП) с высокой стабильностью точностных характеристик для электронного оборудования двойного назначения, эксплуатирующегося в «жестких» условиях, характеризующихся воздействием электрических помех, радиации и тяжелых заряженных частиц (ТЗЧ).

Проблема повышения стойкости к перечисленным факторам и долговременной стабильности точностных характеристик АЦП является крайне актуальной в широком диапазоне приложений от автомобильной электроники до ядерной электроники и бортовой аппаратуры военно-космической техники, в том числе ориентированной на, так называемый, «дальний» космос. Определенные успехи в этом направлении достигнуты при использовании КМОП-технологии и подложек типа «кремний на изоляторе» (КНИ). Однако простого перехода на использование КМОП-технологии и КНИ-подложек оказалось недостаточно для повышения стойкости АЦП к электрическим помехам, радиации и ТЗЧ, особенно, при создании современных АЦП, которые играют решающую роль в электронном оборудовании двойного назначения. В данном случае важное значение приобретают схемотехнические решения и, в целом, архитектуры АЦП, воплощающие в себе современные методы преобразования аналоговых сигналов. Опыт эксплуатации АЦП на основе традиционных архитектур с переключаемыми конденсаторами, накопленный в последние годы, говорит о недостаточно высокой надежности и стабильности точностных характеристик из-за влияния токов утечки р-п переходов, которые существенно деградируют в процессе эксплуатации, особенно в «жестких» условиях.

Определенное улучшение этих характеристик достигнуто в АЦП на основе методов аналоговой свертки, интерполяции и прогнозирования входных сигналов, которые не требуют использования переключаемых конденсаторов. Однако существующие возможности таких методов не обеспечивают увеличение разрядности АЦП свыше 10 бит, что во многих случаях недостаточно.

Другим фактором, ограничивающим точностные характеристики известных АЦП и оказывающим отрицательное влияние на надежность и долговременную стабильность, является наличие встроенных источников опорных напряжений (ИОН) и усилителей сигналов ошибок преобразования (УСОП). По сложившейся практике даже в КМОП-АЦП с КНИ-подложками в ИОН широко используются р-п-р транзисторы, которые в наибольшей степени подвержены воздействию ТЗЧ и поэтому являются одним из основных факторов, приводящих к отказам АЦП в «жестких» условиях эксплуатации. УСОП являются не менее уязвимыми устройствами в составе АЦП и в этом смысле их применение нежелательно, хотя известные конвейерные и другие архитектуры обычно не допускают исключения УСОП. Кроме того, уровень стойкости данных АЦП к воздействию электрических помех остается достаточно низким.

Поэтому представленная диссертация, посвященная разработке и развитию методов ЦОС и созданию на их основе новых КМОП-АЦП с высокой стойкостью к воздействию электрических помех, радиации и ТЗЧ и долговременной стабильностью точностных характеристик для электронного оборудования двойного назначения, является актуальной.

Состояние исследований по тематике

Известные методы преобразования аналоговых сигналов и соответствующие им архитектуры АЦП описаны в обстоятельных зарубежных монографиях [1, 2]. В России следует отметить работу [3],

8

которая позиционируется как справочник по аналого-цифровым изделиям и, в целом, кратко повторяет содержание упомянутых монографий. Основную ценность в справочнике представляют сравнительные результаты исследований шумов по подложке в КМОП-КНИ-структурах и структурах на объемном кремнии.

Работы по использованию методов прогнозирования входных сигналов при создании АЦП появились за рубежом сравнительно недавно (в 1993 г.) и к началу диссертационной работы не привели к заметным теоретическим и практическим результатам.

В упомянутых работах архитектуры АЦП рассматриваются как альтернативные решения и практически ничего не сообщается о сравнительной оценке и методах повышения надежности и долговременной стабильности характеристик АЦП на их основе.

Настоящая диссертация выполнена на кафедре полупроводниковой электроники и наноэлектроники Воронежского государственного технического университета в соответствии с планом госбюджетных работ ГБ 2010.34 «Физические основы технологии и проектирования полупроводниковых приборов и интегральных схем» и ГБ 2013.34 «Проектирование и разработка технологии изготовления изделий микроэлектроники», а также в рамках Госзадания №3.574.2014/к «Разработка тонко-пленочного прозрачного полевого транзистора для системы коммутации в прозрачных дисплеях».

Цель диссертации и задачи исследования

Целью диссертации является разработка новых архитектурных, схемотехнических, конструкторских и технологических решений основных блоков и, в целом, быстродействующих безконденсаторных (и с ограниченным использованием переключаемых конденсаторов)

КМОП-АЦП с КНИ-подложками и повышенной стойкостью к воздействию электрических помех, радиации и ТЗЧ.

Указанная цель достигается решением следующих задач:

разработка нового способа ускоренной интерполяции и синхронизации процесса преобразования аналоговых сигналов в быстродействующих КМОП-АЦП со складывающей архитектурой (с аналоговой сверткой) и КНИ-подложками;

- разработка и моделирование ИОН с высокотоковыми р+-п-диодами, созданными непосредственно в р-подложке для обеспечения высокой надежности и долговременной стабильности КМОП-АЦП с КНИ-подложками;

- разработка нового способа цифрового прогнозирования аналоговых сигналов, не требующего больших затрат площади кристалла и существенного увеличения потребляемой мощности, и новых архитектур быстродействующих многоразрядных КМОП-АЦП с ограниченным использованием переключаемых конденсаторов и полным отсутствием таких конденсаторов на его основе;

разработка новых схемотехнических, конструкторских и технологических решений основных блоков и, в целом, быстродействующих КМОП-АЦП с КНИ-подложками;

- получение и систематизация экспериментальных данных в процессе испытаний разработанных АЦП к воздействию изменяющихся электрических режимов и условий эксплуатации.

Научная новизна

В диссертации получены следующие новые научные и научно-технические результаты:

1. Разработан новый способ интерполяции и синхронизации процесса преобразования аналоговых сигналов в быстродействующих КМОП-АЦП с

10

аналоговой сверткой, отличающийся от существующих тем, что размахи напряжений на входах всех защелок сохраняются одинаковыми и более высокими, а переключение защелок осуществляется в определенной последовательности в зависимости от направления изменения входного сигнала, что обеспечивает существенное повышение скорости, точности и помехоустойчивости процесса преобразования.

2. Разработан новый способ технологической реализации ИОН с КМОП-КНИ структурой, отличающийся от существующих тем, что вместо низкотоковых р-п-р транзисторов, реализованных в поверхностном р-слое, используются высокотоковые р+-п диоды, созданные непосредственно в р-подложке, что обеспечивает более низкие распределенные сопротивления п-областей и по этой причине существенно более высокое растекание тока при прямом смещении диодов и, следовательно, более высокую надежность и долговременную стабильность при воздействии радиации и тяжелых заряженных частиц.

3. Разработан новый способ цифрового прогнозирования аналоговых сигналов в быстродействующих многоразрядных КМОП-АЦП, отличающийся от существующих тем, что прогнозные значения аналоговых сигналов определяются на основе двух предварительных оцифровок сигналов, предшествующих вычислению и усилению сигналов ошибок преобразования, а реализация этого способа на кристалле АЦП не приводит к большим затратам площади и существенному увеличению потребляемой мощности.

4. Разработаны архитектуры и схемотехнические, конструкторские и технологические решения основных блоков и, в целом, быстродействующих 8, 12 и 16-разрядных КМОП-КНИ-АЦП с аналоговой сверткой и прогнозированием входного сигнала, отличающиеся от существующих тем, что используемые решения созданы без применения переключаемых конденсаторов в 8- и 12-разрядных АЦП, а в 16-разрядном АЦП такие

конденсаторы в количестве 4 шт применяются только во внутренних УВХ, к которым предъявляются пониженные требования к точности преобразования.

Практическая значимость

1. Результаты диссертации использованы при разработке радиационно-стойких быстродействующих КМОП-КНИ-АЦП разрядностью 8, 12 и 16 бит для электронной аппаратуры двойного назначения с высокой точностью, скоростью, помехоустойчивостью и долговременной стабильностью процессов преобразования аналоговых сигналов в «жестких» условиях эксплуатации, характеризующихся воздействием электрических помех, радиации и тяжелых заряженных частиц.

2. Разработанные функциональные блоки, такие как компаратор, ИОН, приоритетный дешифратор, усилитель сигнала ошибки и другие блоки, имеют самостоятельное практическое значение и могут использоваться другими разработчиками при проектировании низковольтных АЦП различного назначения.

3. Получены результаты экспериментальных исследований и испытаний быстродействующего 8-разрядного КМОП-АЦП с КНИ-подложкой, которые подтверждают высокую стойкость к воздействию радиации и тяжелых заряженных частиц. Так как аналогичный АЦП используется в 12-разрядном КМОП-АЦП для определения 8-ми младших разрядов, то это обстоятельство во многом подтверждает работоспособность собственно 12-разрядного АЦП.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Способ ускоренной интерполяции и синхронизации процесса преобразования аналоговых сигналов в быстродействующих КМОП-АЦП с аналоговой сверткой и КНИ-подложками.

12

2. Способ технологической реализации ИОН для КМОП-АЦП с КНИ-подложками.

3. Способ цифрового прогнозирования аналоговых сигналов в быстродействующих многоразрядных КМОП-АЦП с КНИ-подложками.

4. Архитектуры и схемотехнические, конструкторские и технологические решения основных блоков и, в целом, быстродействующих 8,12 и 16-разрядных КМОП-АЦП с КНИ-подложками.

5. Результаты экспериментальных исследований параметров и испытаний радиационной стойкости быстродействующего 8-разрядного КМОП-АЦП с КНИ-подложкой.

Личный вклад автора заключался в разработке новых способов цифровой обработки аналоговых сигналов, архитектур и схемотехнических, конструкторских и технологических решений основных блоков быстродействующих 8, 12 и 16-разрядных КМОП-АЦП с КНИ-подложками, в проведении моделирования с использованием САПР «Cadence», в обработке результатов экспериментальных исследований и в непосредственном участии в написании статей и докладов.

Апробация работы

Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава, сотрудников, аспирантов и студентов Воронежского государственного технического университета (Воронеж, 2010...2014) и на международных научных конференциях:

1. Международная научно-практическая конференция «Фундаментальные и прикладные науки сегодня», Москва, 2013 г.

2. VI международная научно-практическая конференция «Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты», Новосибирск, 2013 г.

3. 1-я российско-белорусская научно-техническая конференция «Элементная база отечественной радиоэлектроники», Нижний Новгород, 2013 г.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 10 научных работ в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, и одна работа в издании с индексом 001.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения и списка литературы, включающего 100 наименований. Основная часть диссертации изложена на 165 страницах, содержит 91 рисунок и 19 таблиц (без приложений). Приложение 1 изложено на 19 страницах, содержит 24 рисунка и 18 таблиц. Приложение 2 изложено на 2 страницах. Приложение 3 изложено на 1 странице.

Глава 1. Базовые методы преобразования аналоговых сигналов и архитектуры АЦП. Погрешности преобразования и стойкость АЦП к воздействию электрических помех, радиации и тяжелых заряженных частиц

В современной электронной аппаратуре преобладает техника цифровых вычислений, которые отличаются высокой точностью, производительностью и, что особенно важно, помехоустойчивостью. По этой причине в последние годы уже не поднимаются вопросы по разработке новых методов преобразования аналоговых сигналов из одной аналоговой формы в другую. Наоборот, основное внимание обращается на совершенствование методов преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму.

Любое аналого-цифровое (АЦ) преобразование базируется на фундаментальном двоичном представлении нормализованного сигнала И в пределах разрешающей способности N [1]:

и/иоп~ам_12м"1+ам_22м"2+...+а121+а020, (1.1)

где а\ = 0 или 1,1 = О...Ы-1, - разряды двоичного кода, ао - младший значащий разряд (МЗР), а иоп - опорное напряжение.

Алгоритм АЦ-преобразования использует пошаговый процесс, на каждом шаге которого производится отсчет конкретного значения и в пределах полной шкалы иш (допустимых значений аналогового сигнала) и определение соответствующего ему цифрового кода Б = а^ам-г-. а^о.

1.1 Базовые методы преобразования аналоговых сигналов

Существует четыре базовых метода преобразования аналоговых сигналов в быстродействующих АЦП [1, 2]:

- метод прямого преобразования;

- метод аналоговой свертки;

- метод многоступенчатого преобразования;

- метод последовательного приближения.

В этой группе не представлены методы интегрирования и А-Е преобразования, которые используются при создании многоразрядных прецизионных АЦП с невысоким быстродействием.

1.1.1 Метод прямого преобразования

Метод прямого преобразования позволяет в течение одного шага определить все разряды цифрового кода на выходе АЦП.

Обработка аналоговых сигналов по этому методу осуществляется в течение трех последовательных этапов на каждом шаге преобразования (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Блок-схема прямого преобразования

Сначала аналоговый сигнал преобразуется в термокод:

Ок,тк=М111:0а0;к1+М1110а1;к1, к=0..лп, 1=0..лп, (1.2)

где Эк,тк - значение термокода на к-м шаге преобразования, т - разрядность кода, М - символ множества разрядов с логическими уровнями ао = 0 или а1 = 1.

Затем термокод преобразуется в код «1 из ш», известный под названием кода «бегущей единицы»:

Ок,бе=М1=оао,к1+М1=ка0)к1+а1#и(1=к.1), к=0...т, 1=0...т, (1.3)

где Бк%бс - значение кода «1 из т» на к-м шаге преобразования.

После этого код «1 из т» преобразуется в двоичный код:

Ок,Дк=МГ=0а1, (1.4)

где Б^дк - значение двоичного кода на к-м шаге преобразования, = О или 1 - разряды двоичного кода; п = 1 + ^ггп.

Выражения (1.2-1.4) приведены для случая однократного прохождения аналогового сигнала по входной шкале. На самом деле процесс преобразования осуществляется непрерывно и аналоговый сигнал может неоднократно изменяться в пределах шкалы. При этом смысл выражений (1.2—1.4) и блок-схемы (рис. 1.1) не нарушается.

Важное значение имеет интерпретация метода прямого преобразования с точки зрения физической реализуемости этого метода. Как следует из рис. 1.1, наличие последовательных переходов от одного кода к другому будет приводить к временной задержке появления двоичного кода на выходе АЦП. Однако в реальной практике эти задержки оказываются соизмеримыми с задержками стандартных элементов типа И-НЕ, ИЛИ-НЕ. Поэтому при выборе длительности и периода импульсов синхронизации они не оказывают определяющего влияния. В результате процесс преобразования будет осуществляться в течении одного такта (шага). В этом смысле преобразование по схеме (рис. 1.1) можно считать прямым.

В процессе разработки конкретных АЦП метод прямого преобразования претерпевал определенные изменения. Основные изменения были направлены на повышение устойчивости перехода от термокода к коду «1 из т» и устойчивости формирования выходного двоичного кода.

В первом случае разработчикам АЦП приходилось сталкиваться с метастабильными состояниями высокочувствительных компараторов, которые использовались при формировании термокода. Для минимизации этой проблемы были приняты различные меры. Одним из наиболее часто используемых решений является применение логических элементов ЗИ-НЕ вместо 2И-НЕ в схеме формирования кода «1 из т» [3, 4].

Во втором случае основные проблемы были связаны с воздействием

сильных электрических помех, радиации и ТЗЧ [2, 5, 6]. В результате таких

17

воздействий возникают произвольные сбои при дешифрации двоичного кода.

Для минимизации случайных сбоев в последние годы стали широко использовать двухступенчатые дешифраторы с элементами преобразования в код Грея и обратно [7].

Основное достоинство кода Грея заключается в том, что соседние логические уровни в этом коде отличаются друг от друга всего на один разряд. Следовательно, если возникает ошибка в определенном разряде, то, благодаря коду Грея, соответствующая ошибка после преобразования в бинарный код будет составлять всего 1 МЗР.

Метод прямого преобразования аналоговых сигналов используется при создании наиболее скоростных АЦП. Однако, как будет показано в дальнейшем, применение этого метода на практике не позволяет увеличить разрядность АЦП более 6 бит.

1.1.2 Метод аналоговой свертки

Метод аналоговой свертки занимает в иерархии методов преобразования промежуточное положение между методами прямого и многоступенчатого преобразования. Это обстоятельство обусловлено высокой эффективностью метода при его физической реализации, которая позволяет достичь высоких частот преобразования почти таких же, как при использовании метода прямого преобразования и, одновременно, повысить разрядность АЦП до 8 -10 бит.

Существует несколько версий метода аналоговой свертки. В последнее время наиболее часто используется 3-ступенчатая версия этого метода [8] (рис. 1.2).

Аналоговый сигнал

1-я ступень 2-я ступень 3-я ступень

преобразо- преобразо- преобразо-

вания вания вания

Цифровой сигнал

Рис. 1.2. Блок-схема преобразования

Суть метода (рис. 1.2) сводится к обеспечению последовательной свертки сигнала, оцифрованного в 1-й, 2-й и 3-й ступенях преобразования с помощью 3-входовых складывающих усилителей (СУ) (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Электрическая схема 3-входового складывающего усилителя: и4,11|, 11|, 11}, и^, и^ - прямые и инверсные входные напряжения; ивых , ивых - прямые и инверсные выходные напряжения; и„ - напряжение питания; , Яг - сопротивления нагрузки

Алгоритм свертывания осуществляется в соответствии с таблицей 1.1, в которой на примере 24-разрядного термокода {ао-агз} представлены 3-битовые группы (по числу СУ), определяющие кодовые комбинации на входах СУ.

Таблица 1.1- Кодовые комбинации на входах СУ

ао а9 а18

а! аю ^ 9

а2 ац аго

а3 а12 а21

Э4 аи а22

а5 ам агз

ае а]5 «земля»

а7 а1б «земля»

а8 а п «земля»

Основным недостатком метода аналоговой свертки является образование нелинейных искажений при смене направления изменения термокода во времени. Для минимизации этой проблемы, как будет показано в разделе 1.2, используются различные способы, в том числе наложение друг на друга характеристик соседних СУ [1]. Однако все существующие способы далеки от совершенства и поэтому ни один из них не является универсальным.

1.1.3 Метод многоступенчатого преобразования

Метод многоступенчатого преобразования предназначен для создания быстродействующих АЦП с количеством разрядов до 12-16 бит. Преобразование аналоговых сигналов по этому методу осуществляется в течение нескольких шагов [1,2].

На первом шаге производится грубое определение старших разрядов в 1-й ступени, на втором шаге - более точное определение следующих (средних) разрядов во 2-й ступени и так далее. Наконец, на последнем шаге производится наиболее точное определение младших разрядов в последней ступени АЦП. Разрядность цифрового кода в каждой ступени зависит от конкретной архитектуры многоступенчатого АЦП и может варьироваться в пределах 1-6 бит.

Несмотря на отмеченные особенности, метод многоступенчатого преобразования имеет много общего с методом прямого преобразования. Наиболее часто, на каждом шаге преобразования осуществляется определение разрядов по методу прямого преобразования.

Метод многоступенчатого преобразования обеспечивает наилучший компромисс между количеством разрядов и частотой преобразования при создании быстродействующих АЦП. Основным недостатком этого метода является накопление ошибок преобразования по мере увеличения количества

разрядов и, как следствие, трудность сохранения высокой линейности

20

преобразования.

1.1.4 Метод последовательного приближения

Как показано в [2], метод последовательного приближения уходит корнями в 15-й век, когда перед математиками тех лет возникла задача по определению неизвестного веса путем наименьшего числа взвешиваний. В современной интерпретации [3] этот метод строится на последовательном приближении к истинному цифровому коду на выходе АЦП. Преобразование осуществляется за N шагов (К равно разрядности АЦП) с использованием алгоритма двоичного поиска. На первом шаге преобразования определяется старший разряд и одновременно сужается в два раза диапазон поиска. На следующих шагах процедура повторяется.

Метод последовательного приближения на первый взгляд кажется достаточно простым и эффективным. Однако его физическая реализация при больших значениях N (16-18 бит) сопровождается необходимостью решения ряда сложных технологических, схемотехнических и производственных проблем.

Во-первых, требуется очень высокая точность реализации на кристалле АЦП двоично-взвешенных источников тока или конденсаторов в ЦАП, который является неотъемлемой частью АЦП. Большинство технологических фабрик, доступных отечественным разработчикам АЦП, не в состоянии обеспечить необходимую точность. Из-за этого основной упор переносится на создание средств производственной калибровки АЦП или автоматической калибровки АЦП в процессе эксплуатации, что является непростой задачей.

Во-вторых, сам факт чрезвычайно большого соотношения весовых

16 17

характеристик старших и младших разрядов ЦАП (до 2 -2 раз) требует создания высокоэффективных схемотехнических решений. При использовании обычных технологий это условие трудно выполнить.

Несмотря на отмеченные недостатки, метод последовательного

21

приближения остается наиболее привлекательным при создании АЦП с количеством разрядов до 16-18 бит и частотой преобразования до 1-3 МГц.

Рассмотренные выше методы преобразования аналоговых сигналов отражают достигнутый уровень развития теории дискретных преобразований, которая уже почти 5 десятилетий успешно используется на практике. Однако в последнее время при создании современных быстродействующих АЦП специального назначения стали ощущаться противоречия между технологическим прогрессом в уменьшении проектных норм и возможностью улучшения таких специфических характеристик как, например, радиационной стойкости, которая обычно ухудшается с уменьшением проектных норм.

Данное обстоятельство, с одной стороны, свидетельствует о теоретическом пределе рассмотренных методов, результативность которых всецело зависит от технологических возможностей, а, с другой стороны - о необходимости дальнейшего усовершенствования этих методов для преодоления наметившихся противоречий. Сделанный вывод вовсе не означает, что рассмотренные методы полностью себя исчерпали. Так, например, концептуальные основы методов 3-ступенчатой аналоговой свертки и многоступенчатого преобразования с прогнозированием входного сигнала по-прежнему представляют значительный интерес. Однако широкое использование этих методов в специальных приложениях невозможно без проведения усовершенствований, направленных на повышение помехоустойчивости процесса преобразования аналоговых сигналов и обеспечение долговременной стабильности точностных характеристик.

Эти вопросы рассмотрены в следующих главах.

1.2 Базовые архитектуры АЦП

1.2.1 Архитектура параллельного АЦП

Параллельные АЦП [1-4, 7, 9-14] обладают наиболее высоким быстродействием. В соответствии с методом прямого (параллельного) преобразования Ы-разрядный АЦП содержит в 1-й ступени 2Ы резисторов и 2ы-1 компараторов, во 2-й ступени - 2ы-1 элементов ЗИ-НЕ и в 3-й ступени - приоритетный дешифратор типа (2ы-1) : N (рис. 1.4). Аналоговый

и0

вход

Я2

т

I

Яо

Я]

1-я ступень

&

&

&

2-я ступень

Приоритет-

ным N

дешифратор

типа

(2^1) : N

выход

3-я ступень

Рис. 1.4. Блок-схема параллельного АЦП: иоп - опорное напряжение

Цепочка резисторов Ко, Я], (Дг = 0,5Яо) задает опорные напряжения

на входах компараторов, которые отличаются друг от друга на величину 1 МЗР. При любом напряжении на аналоговом входе (иа) в пределах заданной шкалы 0 < и,„ < ио„ + 0,5Аиоп , где Ди0ц = 1 МЗР, ТДщ » Ди0ц , определенная часть нижних компараторов с опорными напряжениями, не превышающими иа, переключится в состояние лог. 1, а все остальные (верхние) компараторы останутся в исходном состоянии (в состоянии лог. 0). В итоге на выходе 1 -й ступени появится, так называемый, термокод.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кононов, Владимир Сергеевич, 2015 год

Список литературы

1. Rudy van de Plassche. CMOS integrated analog-to-digital and digital-to-analog converters / Rudy van de Plassche // Kluwer academic publishers. - 2003. - 588 p.

2. Кестер У. Аналого-цифровое преобразование / У. Кестер // перевод с англ. под редакцией Е.Б. Володина. -М.: Техносфера. - 2007. - 1016 с.

3. Эннс В.И. Проектирование аналоговых КМОП-микросхем. Краткий справочник разработчика / В.И. Эннс, Ю.М. Кобзев // под редакцией канд. техн. наук В.И. Эннса. - М.: Горячая линия - Телеком. - 2005. - 454 с.

4. Vandenbussche J. Systematic Design of a 200 MS/s 8-bit Interpolating/Averaging A/D Converter / J. Vandenbussche and al // Katholieke Universiteit Leuven, Department of Electrical Engineering, ESAT-MICAS. -2002.

5. Colinge J.P. Hardening Integrated Circuits against Radiation Effects / J.P. Colinge // Radecs 97. Short Course. - 1997.

6. Чумаков А.И. Действие космической радиации на интегральные схемы / А.И. Чумаков - М.: Радио и связь. - 2004.

7. Akazawa Y. А 400 MSPS 8b Flash AD Conversion LSI / Y. Akazawa and al // IEEE International Solid-State Circuits Conference. - 1987, p. 98-99.

8. Taft R.C. A 1.8-W 1,6-GSample/s 8-b Self-calibrating Folding ADC with 7.26 ENOB at Nyquist frequency / R.C. Taft and al // IEEE Journal of Solid-state Circuits. - 2004. - vol. 39. - №12, p. 2107-2115.

9. Geelen G. A 6-bit 1.1 Gsample/s CMOS A/D converter / G. Geelen // IEEE International Solid-State Circuits Conference. - 2001, p. 128-129.

10. Choi M. A 6-b 1.3-Gsample/s A/D converter in 0.35-цт CMOS / M. Choi, A. Abidi // IEEE International Solid-State Circuits Conference. - 2001, p. 126-128.

11. Scholtens P.C.S. A 6-b 1.6-GSample/s flash ADC in 0.18-цш CMOS using averaging termination / P.C.S. Scholtens, M. Vertregt // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 2002. - vol. 37, p. 1599-1609.

12. Uyttenhove K. Speed-power accuracy tradeoff in high-speed CMOS ADCs / K. Uyttenhove, M.S.J. Steyaert // IEEE Transactions on Circuits Systems II. - 2002. - vol. 49, p. 280-287.

13. Paulus С. A 4 GS/s 6b flash ADC in 0.13 |im CMOS / C. Paulus and al // Sympozium on VLSI Circuits. - 2004, p. 420-423.

14. Lee D. Fat tree encoder design for ultra-high speed fast A/D converters / D. Lee // The Pennsylvania State University / - Departament of Computer Science & Engineering. - University Park. - PA16802.

15. Nauta B. A 70-MS/s 110-mW 8-b CMOS folding and interpolating A/D converter / B. Nauta, A.G.W. Venes // IEEE Journal of Solid-State Circuits. -1995.-vol. 32.-№12, p. 1302-1308.

16. Vessal F. An 8-bit 2-Gsamle/s Folding-Interpolating Analog-to-Digital Converter in SiGe Technology / F. Vessal, C.A.T. Salama // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 2004. - vol. 39. - №1, p. 238-241.

17. Venes A.G.W. An 80-MHz 80-mW 8-b CMOS folding A/D converter with distributed track-and-hold preprocessing / A.G.W. Venes, R.J. Van de Plassche // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 1996. - vol. 31. - №12, p. 1846-1853.

18. Flynn M. A 400 MSample/s 6-b CMOS folding and interpolating ADC / M. Flynn, B. Sheahan // ISSCC Digest of Technical Papers. - 1998, p. 150...151.

19. Kusumoto K. A 10-b 20-MHz 30-mW pipelined interpolating CMOS ADC / K. Kusumoto and al // ISSCC Digest of Technical Papers. - 1993, p. 62-63.

20. Ito M. A 10-b 20-MS/s 3V-supply CMOS A/D converter for integration into system VLSIs / M. Ito and al // ISSCC Digest of Technical Papers. - 1994, p. 48-49.

21. Matsuura Т. A 95-mW 10-b 15-MHz low-power CMOS ADC using analog double-sampled pipelining scheme / T. Matsuura and al // Symposium on VLSI Circuits, Digest of Technical Papers. - 1992, p.98-99.

22. Murden F. 12-b 50-MSample/s two-stage A/D converter / F. Murden, R. Gosser// ISSCC Digest of Technical Papers. - 1995, p. 278-279.

23. Lin Y.M. A 13-b 2.5 MHz self-calibrated pipelined A/D converter in 3-ц1п CMOS / Y.M. Lin, B. Kim, P.R. Gray // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 1991. - vol. 26. - №4, p. 628-636.

24. Bult K. A fast-settling CMOS opamp with 90-dB dc gain and 116 MHz unity-gain frequency / K. Bult, G.J.G.M. Geelen // ISSCC Digest of Technical Papers. - 1990, p. 108-109.

25. Lee M.-S. A self-calibrating 12-b CMOS A/D converter / M.-S. Lee, D.A. Hodges, P.R. Gray // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 1984. -vol. SC-19. -№12, p. 813-819.

26. de Wit M. A low-power 12-b analog-to-digital converter with on-chip precision trimming / M. de Wit, K.-S. Tan, R.K. Hester // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 1993. - vol. 28. -№12, p. 455-461.

27. Cho T.B. A 10 b 20 Msample/s 35 mW Pipeline A/D converter / T.B. Cho, P.R. Gray // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 1995. - vol. 30. -№3, p. 166-172.

28. Yotsuyanagi M. A 2 V 10 b 20 Msample/s mixed-mode subranging CMOS A/D converter / M. Yotsuyanagi and al // ISSCC Digest of Technical Papers. - 1995, p. 282-283.

29. Hasegawa H. A 1.5 V 8 b 8 mW BiCMOS video A/D converter / H. Hasegawa and al // ISSCC Digest of Technical Papers. - 1996, p. 322-323.

30. Maloberti F. Design considerations on low-voltage low-power data converters / F. Maloberti and al // IEEE Transactions on Circuits Systems 1. -1995.-vol. 42, p. 853-863.

31. Opris I.E. A single-ended 12-bit 10-MSample/s self-calibrating pipeline A/D converter / I.E. Opris, L.D. Lewicki, B.C. Wong // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 1998. - vol. 33. -№12, p. 1898-1903.

32. Abo A.M. A 1.5-V 10-bit 14.3-MS/s CMOS Pipeline Analog-to-Digital Converter / A.M. Abo, P.R. Gray // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 1999. -vol. 34.-№5, p. 599-606.

33. Singer L. A 12-b 65-MS/s CMOS ADC with 82-dB SFDR at 120 MHz / L. Singer and al // ISSCC Digest of Technical Papers. - 2000, p. 38-39.

34. Wang Y.-T. An 8-b 150-MHz CMOS A/D converter / Y.-T. Wang, B. Razavi // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 2000. - vol. 35. - №3, p. 308-317.

35. Dyer K.C. An analog background calibration technique for time-interleaved analog-to-digital converters / K.C. Dyer and al // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 1998.-vol. 33.-№12, p. 1912-1919.

36. Bright W. 8-b 75-MS/s 70-mW parallel pipelined ADC incorporating double sampling / W. Bright // ISSCC Digest of Technical Papers. - 1998, p. 146-147.

37. Kim K.Y. A 10-b 100-MS/s CMOS A/D converter / K.Y. Kim, N. Kusayanagi, A. Abidi // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 1997. - vol. 32. -№3, p. 302-311.

38. Conroy C.S.G. An 8-b 85-MS/s parallel pipeline A/D converter in l-(im CMOS / C.S.G. Conroy, D.W. Cline, P.R. Gray // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 1993. - vol. 28. - №4, p. 447-454.

39. Black Jr. W.C. Time interleaved converter arrays / W.C. Black Jr., D.A. Hodges // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 1980. - vol. 15. - №12, p. 1022-1029.

40. Lewis S.H. Optimizing the stage resolution in pipelined, multistage, analog-to-digital converters for video-rate applications / S.H. Lewis // IEEE Transactions on Circuits Systems II. - 1992. - vol. 39, p. 516-523.

41. Ginetti B. A 1.5 MS/s 8-bit pipelined RSD A/D converter / B. Ginetti, P. Jespers // ESSCERC Digest of Technical Papers. - 1990, p. 137-140.

42. Sumanen L. Optimizing the number of parallel channels and the stage resolution in time interleaved pipeline A/D converters / L. Sumanen, M. Waltari, K.A.I. Halonen // Proceedings ISCAS. - 2000. - vol. 5, p. 613-616.

43. Sumanen L. A mismatch insensitive CMOS dynamic comparator for pipeline A/D converters / L. Sumanen, M. Waltari, K.A.I. Halonen // Proceedings ICECS.-2000.-vol. l,p. 32-35.

44. Nakamura K. An 85-mW 10-b 40-MS/s CMOS parallel-pipelined ADC / K. Nakamura and al // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 1995. - vol. 30. -№3, p. 173-183.

45. Jewett R. A 12-b 128-MS/s ADC with 0.05 LSB DNL / R. Jewett and al // ISSCC Digest of Technical Papers. - 1997, p. 138-139.

46. Sumanen L. A 10-bit 200-MS/s CMOS Parallel Pipeline A/D Converter / L. Sumanen, M. Waltari, K.A.I. Halonen // IEEE Journal of Solid-State Circuits. -2001.-vol. 36,-№7, p. 1048-1055.

47. Tseng C.J. A 10-b 320-MS/s Stage-Gain-Error Self-Calibration Pipeline ADC / C.J. Tseng and al // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 2012. - vol. 47. -№ 6, p. 1334-1343.

48. Murmann B. A 12 b 75 MS/s pipelined ADC using open-loop residue amplification / B. Murmann, B.E. Boser // ISSCC Digest of Technical Papers. -

2003, p. 328^97.

49. Troaga E. A 12-Bit 75 MS/s Pipelined ADC Using Incomplete Settling / E. Iroaga, B. Murmann // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 2007. - vol. 42. -№4, p. 748-756.

50. Siragusa E. A digitally enhanced 1,8-V 15-bit 40-MSample/s CMOS pipelined ADC / E. Siragusa, I. Galton // IEEE Journal of Solid-State Circuits. -

2004. - vol. 39. -№12, p. 2126-2138.

51. Волков И.В. Оценка параметров модели многоразрядного быстродействующего аналого-цифрового преобразователя, использующего метод предсказания / И.В. Волков, С.В. Румянцев, Ю.М. Фокин // Электронная техника. Серия 2. Полупроводниковые приборы. - 2011. - выпуск 1 (226), с. 36-44.

52. U.S. Patent № 5,266,952 - Wade J. Stone and al. (1993): Feed forward predictive Analog-to-digital converter.

53. U.S. Patent № 6,100,834 - Lanny L. Lewyn (2000): Recursive multi-bit ADC with predictor.

54. U.S. Patent № 6,590,517 B1 - Eric J. Swanson (2003): Analog to digital conversion circuitry including backup conversion circuitry.

55. U.S. Patent № 6,590,513 B2 - Philip S. Stotson and al. (2003): Data acquisition system using predictive conversion.

56. United States Patent Application Publication № US2006/0158365 - Kent Kernahan and al. (2006): Predictive analog to digital converters and methods of using.

57. United States Patent Application Publication № US2007/0188364 Al -Bruce A. Fette. (2007): High dynamic range analog to digital converter architecture.

58. U.S. Patent № 7,609,185 B2 - Kent Kernahan and al. (2009): Methods of using predictive analog to digital converters.

59. Lee S.C. A 10-bit 400-MS/s 160-mW 0,13-цт CMOS dual-channel pipeline ADC without channel mismatch calibration / S.C. Lee and al // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 2006. - vol. 41. - №7, p. 1596-1605.

60. Verma A. A 10 b 500 MHz 55 mW CMOS ADC / A. Verma, B. Razavi // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 2009. - vol. 44. - №11, p. 3039-3050.

61. Chiu Y. Least mean square adaptive digital background calibration of pipelined analog-to-digital converters / Y. Chiu and al // IEEE Transactions on Circuits Systems I. - 2004. - vol. 51. - №1, p. 38^16.

62. McNeill J. A split-ADC architecture for deterministic digital background calibration of a 16 bit 1 MS/s ADC / J. McNeill, M. Cola, B. Larivee // IEEE International Solid-State Circuits Conference. - 2005. - №2, p. 276-598.

63. Ali A.M.A. A 14-bit 125 MS/s IF/RF Sampling Pipelined ADC with 100 dB SFDR and 50 fs Jitter / A.M.A. Ali and al // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 2006. - vol. 41. - №8, p. 1846-1855.

64. Devirajan S. A 16 b 125 MS/s 385 mW 78,7 dB SNR CMOS Pipeline ADC / S. Devirajan and al // International Solid-State Circuits Conference, Digest of Technical Papers. - 2009, p. 86-87.

65. Ali A.M.A. A 16 b 250 MS/s IF-sampling pipelined A/D converter with background calibration / A.M.A. Ali and al // IEEE International Solid-State Circuits Conference. - 2010. - №2, p. 292-293.

66. Park J.-B. A 10-b 150-M sample/s 1.8-V 123-mW CMOS AID converter with 400-MHz input bandwidth / J.-B. Park and al // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 2004. - vol. 9. - №8, p. 1335-1337.

67. Chen H.-W. A 1-GS/s 6-Bit two-channel two-step ADC in 0.13 urn CMOS / H.-W. Chen and al // IEEE Journal of Solid-State Circuits. - 2009. -vol. 44.-№11, p. 3051-3059.

68. Stroeble O. An 80 MHz 10 b pipeline ADC with dynamic range doubling and dynamic reference selection / O. Stroeble, V. Dias, C. Schwoerer // IEEE International Solid-State Circuits Conference. - 2004. -№2, p. 462-463.

69. Panigada A. A 130 mW 100 MS/s pipelined ADC with 69 dB SNDR enabled by digital harmonic distortion correction / A. Panigada, I. Galton // International Solid-State Circuits Conference, Digest of Technical Papers. - 2009, p. 162-163.

70. Miyahara M. A 10 b 320 MS/s 40 mW open-loop interpolated pipeline ADC / M. Miyahara and al // Symposium on VLSI Circuits, Digest of Technical Papers.-2011, p. 126-127.

71. The Radiation Environment Outside and Inside a Spacecraft // Radiation Effects - From Particles to Payloads. - IEEE NSREC. Short Course. - 2002.

72. Weatherford T. From Carriers to Contacts, a Review of SEE Charge Collection Processes / T. Weatherford // Radiation Effects - From Particles to Payloads. - IEEE NSREC. Short Course. - 2002.

73. Carley D.R. Power MOSFETs Hardened for Single Event Effects in Space / D.R. Carley and al // RADECS'96 Proceedings. - 1997.

74. Johnson G.H. A Review of the Techniques Used for Modeling Single-Event Effects in Power MOSFETs / G.H. Johnson and al // IEEE Transactions on Nuclear Science. - 1996. - vol. 43, № 2, p. 546.

75. Антимиров B.M. Современные вычислительные комплексы для бортовых систем управления / В.М. Антимиров, В.Н. Ачкасов, П.Р. Машевич // Полет. - 2005. - № 8, с. 23-26.

76. Pickel J.C. Single-Event Rate Calculations / J.C. Pickel // IEEE Transactions on Nuclear Science. - 1996. - vol. 43. - № 2, p. 483.

77. Waskiewics A.E. Burnout of Power MOS Transistors with Heavy Ions of Californium-252 / A.E. Waskiewics, J.W. Groninger, V.II. Strahan // IEEE Transactions on Nuclear Science. - 1986. - vol. 33, p. 1710.

78. Petersen E.L. Approaches to Proton Single-Event Rate Calculations / E.L. Petersen // Ibid, p. 496.

79. Рембеза С.И. Способ интерполяции и синхронизации процесса преобразования для высокоскоростных АЦП со складывающей архитектурой / С.И. Рембеза, B.C. Кононов // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2011. - т. 7. - № 11, с. 24-27.

80. Рембеза С.И. Высокоскоростной безконденсаторный КМОП-АЦП с интерполирующими защелками и реверсируемым тактированием / С.И. Рембеза, B.C. Кононов // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2012. - т. 8. - № 2, с. 23-26.

81. Рембеза С.И. Балансировка дифференциальных каскадов в параллельных КМОП-АЦП со складывающей архитектурой на КНИ-подложках / С.И. Рембеза, B.C. Кононов // Вестник Саратовского государственного технического университета. — 2012. - вып. 1. — № 1 (63), с. 28-32.

82. Уэйкерли Д.Ф. Проектирование цифровых устройств / Д.Ф. Уэйкерли // перевод с англ. под ред. Е.В. Воронова. - М.: Постмаркет. -2002.-1087 с.

83. Рембеза С.И. Высокоскоростные аналого-цифровые преобразователи на КМОП-транзисторах и подложках «кремний на изоляторе» / С.И. Рембеза, B.C. Кононов // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2010. - т. 6. - № 12, с. 206-212.

84. Рембеза С.И. Технологические особенности изготовления КМОП-микросхем конверторного типа с подложками «кремний на изоляторе» / С.И. Рембеза, B.C. Кононов // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2011. - т. 7. - № 5, с. 139-142.

85. Рембеза С.И. Цифровое прогнозирование входного аналогового сигнала в 16-разрядном КМОП-АЦП с КНИ-подложкой / С.И. Рембеза, B.C. Кононов // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2013. - т. 9. - № 2, с. 53-56.

86. Кононов B.C. Моделирование входных сигналов в многоразрядных КМОП-АЦП на КНИ-подложках / B.C. Кононов // Сборник материалов международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные науки сегодня». -М.: 2013, с. 85-86.

87. Кононов B.C. Цифровое прогнозирование входных сигналов в многоразрядных КМОП-АЦП на КНИ-подложках / B.C. Кононов // Сборник материалов VI международной научно-практической конференции

«Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты», под общ. ред. С.С. Чернова. - Новосибирск: Издательство ЦРНС. - 2013, с. 135-136.

88. Рембеза С.И. 12-разрядный безконденсаторный КМОП-АДП с КНИ-структурой / С.И. Рембеза, B.C. Кононов // Моделирование систем и процессов. Научно-технический журнал. - 2013. - вып. 4, с. 53-55.

89. Shi С. Data converters for wireless standards / С. Shi, M. Ismail // ebook ISBN: 0-306-48006-9, © 2002 Kluwer Academic Publishers.

90. Рембеза С.И. Разностный усилитель для КМОП-КНИ-АЦП с ограниченным использованием переключаемых конденсаторов / С.И. Рембеза, B.C. Кононов // Вопросы атомной науки и техники. Серия «Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру». Научн.-техн. сборник. - 2014. - вып. 1. -№1, с. 60-62.

91. Кононов B.C. Самокалибрующийся компаратор как средство контроля при управлении технологическими процессами / B.C. Кононов // Сборник трудов XXV международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях». — Саратов. - 2012. - т. 6, с. 9-10.

92. Рембеза С.И. Низковольтный самокалибрующийся компаратор для высокоскоростных прецизионных КМОП-АЦП / С.И. Рембеза, B.C. Кононов // Вестник Воронежского государственного технического университета. -2012. — т. 8. -№ 6, с. 8-11.

93. Рембеза С.И. Секционные ЦАП для быстродействующих многоразрядных КМОП-АЦП на КНИ-подложках / С.И. Рембеза, B.C. Кононов // Известия вузов. Электроника. - 2014. - № 1 (105), с. 87-89.

94. Кононов B.C. Разработка цуговых ЦАП / B.C. Кононов // Сборник материалов международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные науки сегодня». - М.: 2013, с. 83-84.

95. Кононов B.C. Методы создания дуговых ЦАП для низковольтных КМОП-АЦП на КНИ-подложках / B.C. Кононов // Сборник материалов VI международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты», под общ. ред. С.С. Чернова. - Новосибирск: Издательство ЦРНС. - 2013, с. 134-135.

96. Кононов B.C. Двоично-взвешенный цуговый ЦАП для низковольтных КМОП-АЦП на КНИ-подложках / B.C. Кононов, В.К. Зольников // Труды 1-й российско-белорусской научно-технической конференции «Элементная база отечественной радиоэлектроники», под ред. А.Э. Рассадина. - Нижний Новгород. -2013. - т. 1, с. 22.

97. Рембеза С.И. Секционный ЦАП для конвейерных КМОП-КНИ-АЦП с ограниченным использованием переключаемых конденсаторов / С.И. Рембеза, B.C. Кононов // Вопросы атомной науки и техники. Серия «Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру». Научн.-техн. сборник. - 2014. - вып. 1. -№1, с. 63-65.

98. Рембеза С.И. Влияние импульсных ионизирующих излучений на усилители выборки/хранения с КМОП-структурой и подложкой «кремний на изоляторе» / С.И. Рембеза, B.C. Кононов // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2011. - т. 7. - № 3, с. 47-49.

99. Эффекты космической радиации в микроэлектронике / Труды института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике. - 1988. - т. 76. -№ 11, с.52.

100. Waters L. High-Performance SPICE development including an analytical transient photocurrent BJT model / L. Waters and al // Sandia National Laboratories, Albuqueque. - SAND2000 - 1999J.