Modelado de convertidor de datos de alta resolución: ADC SAR de dos etapas basado en ISDM
Autores: Gao, Bo; Li, Xin; Sun, Jie; Wu, Jianhui
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Modelado de convertidor de datos de alta resolución: ADC SAR de dos etapas basado en ISDM
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Características
Alta resolución
Alta banda ancha
Convertidor analógico a digital
Híbrido
Sigma-delta
ADC
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Las características de alta resolución y alta capacidad de ancho de banda están en una demanda creciente considerando los amplios campos de aplicación basados en convertidores de datos de alto rendimiento. En este documento, se propone un modelado de convertidor analógico-digital (ADC) híbrido de alta resolución para cumplir con esos requisitos, y se presenta un convertidor analógico-digital (ADC) de aproximación sucesiva de 16 bits en dos pasos con modulador sigma-delta incremental de primer orden (ISDM) asistido para verificar este modelado. La combinación de un ADC SAR de dos pasos de alta capacidad de ancho de banda con un ISDM de bajo ruido y calibración de desfase de comparador de fondo puede lograr una mayor relación señal-ruido (SNR) sin sacrificar la velocidad y mucho hardware. El uso de un esquema de sub-rango que consiste en un ADC SAR grueso seguido de un ISDM fino, no solo puede proporcionar una mejor supresión del ruido añadido en la segunda etapa durante la conversión, sino que también alivia las demandas de resolución del comparador en ambas etapas para un presupuesto de energía dado, en comparación con un ADC SAR de tipo convencional. Con una alimentación de 1,2 V/1,8 V, 33,3 MS/s y una señal sinusoidal de entrada de 16 MHz en el proceso de óxido de metal complementario de 40 nm (CMOS), los resultados de simulación posteriores al diseño muestran que el ADC híbrido propuesto logra una relación señal-ruido y distorsión (SNDR) y un rango dinámico libre de espurias (SFDR) de 86,3 dB y 102,5 dBc respectivamente con un consumo total de energía de 19,2 mW.
Descripción
Las características de alta resolución y alta capacidad de ancho de banda están en una demanda creciente considerando los amplios campos de aplicación basados en convertidores de datos de alto rendimiento. En este documento, se propone un modelado de convertidor analógico-digital (ADC) híbrido de alta resolución para cumplir con esos requisitos, y se presenta un convertidor analógico-digital (ADC) de aproximación sucesiva de 16 bits en dos pasos con modulador sigma-delta incremental de primer orden (ISDM) asistido para verificar este modelado. La combinación de un ADC SAR de dos pasos de alta capacidad de ancho de banda con un ISDM de bajo ruido y calibración de desfase de comparador de fondo puede lograr una mayor relación señal-ruido (SNR) sin sacrificar la velocidad y mucho hardware. El uso de un esquema de sub-rango que consiste en un ADC SAR grueso seguido de un ISDM fino, no solo puede proporcionar una mejor supresión del ruido añadido en la segunda etapa durante la conversión, sino que también alivia las demandas de resolución del comparador en ambas etapas para un presupuesto de energía dado, en comparación con un ADC SAR de tipo convencional. Con una alimentación de 1,2 V/1,8 V, 33,3 MS/s y una señal sinusoidal de entrada de 16 MHz en el proceso de óxido de metal complementario de 40 nm (CMOS), los resultados de simulación posteriores al diseño muestran que el ADC híbrido propuesto logra una relación señal-ruido y distorsión (SNDR) y un rango dinámico libre de espurias (SFDR) de 86,3 dB y 102,5 dBc respectivamente con un consumo total de energía de 19,2 mW.