设计应用

一种20 MS/s基于VCO比较器的二阶噪声整形SAR ADC设计

作者:王 也1,2,刘力源2,3,吴南健2,3
发布日期:2021-06-10
来源:信息技术与网络安全

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随着CMOS制造工艺的不断进步以及新颖电路结构的提出,中等精度(8~10 bit)的SAR ADC已经可以实现数百或数千MS/s的采样率,且其面积较小、功耗较低。NS-SAR ADC将过采样技术和噪声整形技术引入到SAR ADC中,在SAR结构低功耗的基础上大大提高模数转换器的精度,是近年来国内外研究的热点。NS-SAR主要分为两种结构,一种是级联积分器前馈结构,采用FIR和IIR滤波器级联,可以实现较为理想的噪声整形效果[1-2]。2012 年,FREDENBURG J A等人首次将该结构用于传统的SAR ADC,使得一个8 bit的转换器获得了10 bit的精度[3],但是其电路较为复杂,需要一个由高性能运放构成的积分器。2019年,Zhuang Haoyu等人采用无源积分器的方法大大减小转换器的功耗,通过二阶的噪声整形将一个9 bit转换器的精度提升到了12.7 bit[4]。另一种则是误差反馈结构,其结构相对简单。2018年,Li Shaolan等人采用该种结构实现了NS-SAR ADC,同时动态运放的加入也减小了部分功耗,最终获得了稳定优异的噪声整形效果[5]。同年,杨家琪博士采用双误差反馈通道的方式,有效地提高了转换器的信噪比[6],但是系统中的四输入动态比较器会引入额外的失调和回踢噪声。




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作者信息:

王  也1,2,刘力源2,3,吴南健2,3

(1.中国科学技术大学 微电子学院,安徽 合肥230026;

2.中国科学院半导体研究所,北京100083;

3.半导体超晶格国家重点实验室,北京100083)


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