Un ADC Zoom de 121 dB SNDR utilizando un Amplificador Dinámico y un Cuantificador SAR Asincrónico
Autores: Jia, Yangchen; Guo, Jiangfei; Guo, Guiliang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un ADC Zoom de 121 dB SNDR utilizando un Amplificador Dinámico y un Cuantificador SAR Asincrónico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Convertidor analógico a digital
ADC SAR
Modulador delta-sigma
SNDR
Amplificador dinámico
Ruido de cuantización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 42
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un convertidor analógico-digital (ADC) de zoom de tiempo discreto para aplicaciones de alta precisión de baja velocidad de banda. Utiliza un ADC SAR asincrónico de auto-temporización de 5 bits de conversión gruesa combinado con un modulador delta-sigma de segundo orden de conversión fina para obtener eficientemente una alta relación señal-ruido y distorsión (SNDR). Se propone un circuito integrador que utiliza un amplificador dinámico de alta ganancia para lograr un SNDR más alto. El amplificador dinámico utiliza una fuente de corriente de cola conmutada para operar periódicamente, simplificando el circuito de realimentación de modo común, reduciendo la corriente estática innecesaria y mejorando la robustez PVT. Se utilizan técnicas de corrección de errores dinámicas, como redundancia, chopping y coincidencia dinámica de elementos (DEM) para lograr un bajo desplazamiento y una alta linealidad. Y se utiliza un cuantificador SAR asincrónico de 2 bits con un sumador de avance incorporado en el modulador delta-sigma de segundo orden para reducir el ruido de cuantización causado por la redundancia, y lograr una mayor eficiencia energética. Los resultados de simulación muestran que el ADC logra un pico de SNDR de 121.1 dB en un ancho de banda de 390 Hz con un reloj de muestreo de 200 kHz, consumiendo solo 170 W de una fuente de alimentación de 2.5 V y el área central es de 0.55 mm. Esto resulta en una figura de mérito de Schreier (FoM) de 184.7 dB.
Descripción
Este documento presenta un convertidor analógico-digital (ADC) de zoom de tiempo discreto para aplicaciones de alta precisión de baja velocidad de banda. Utiliza un ADC SAR asincrónico de auto-temporización de 5 bits de conversión gruesa combinado con un modulador delta-sigma de segundo orden de conversión fina para obtener eficientemente una alta relación señal-ruido y distorsión (SNDR). Se propone un circuito integrador que utiliza un amplificador dinámico de alta ganancia para lograr un SNDR más alto. El amplificador dinámico utiliza una fuente de corriente de cola conmutada para operar periódicamente, simplificando el circuito de realimentación de modo común, reduciendo la corriente estática innecesaria y mejorando la robustez PVT. Se utilizan técnicas de corrección de errores dinámicas, como redundancia, chopping y coincidencia dinámica de elementos (DEM) para lograr un bajo desplazamiento y una alta linealidad. Y se utiliza un cuantificador SAR asincrónico de 2 bits con un sumador de avance incorporado en el modulador delta-sigma de segundo orden para reducir el ruido de cuantización causado por la redundancia, y lograr una mayor eficiencia energética. Los resultados de simulación muestran que el ADC logra un pico de SNDR de 121.1 dB en un ancho de banda de 390 Hz con un reloj de muestreo de 200 kHz, consumiendo solo 170 W de una fuente de alimentación de 2.5 V y el área central es de 0.55 mm. Esto resulta en una figura de mérito de Schreier (FoM) de 184.7 dB.