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SAR ADC

117 篇相关论文 (2008–2026)

ISSCC 2026Session 36AI / ML0.18μm CMOS
Geunha Kim, Kyuhyeon Park, Minoo Lee, Jeongyoon Wie, Seokhan Jeong, Yeonjae Shin, Kyoungtae Lee, Jong-Hyeok Yoon, Minyou
本文提出了一种无校准的二阶kT/C噪声整形的NS-SAR ADC,通过多任务积分器(MTI)和环路动力学同时实现量化噪声和kT/C噪声的二阶整形,适用于可穿戴ExG信号采集。结合相关电平移位(CLS)和输入阻抗提升(ZIN boosting)技术,在0.18μm CMOS工艺下实现了98.3dB SNDR、103.6dB DR、3.49μVrms IRN(1kHz带宽)、168MΩ输入阻抗和6.3μW功耗。
提出无校准的二阶kT/C噪声整形技术,利用多任务积分器和环路动力学同时整形量化噪声和kT/C噪声。
采用相关电平移位(CLS)提升线性度,并利用输入阻抗提升(ZIN boosting)技术实现168MΩ高输入阻抗。
ISSCC 2026Session 32Data Converters28nm CMOS
Chaoyang Xing, Yilu Cui, Sining Pan, Yi Zhong, Nan Sun, Lu Jie
本文提出了一种98.5dB SNDR、250kHz带宽的连续时间增量Zoom ADC,采用智能跟踪技术扩展输入跟踪带宽至奈奎斯特频率,并利用浮尾电阻线性化Gm-C积分器实现高线性度和高效率。该设计在28nm CMOS工艺下实现,功耗仅400µW,FoMs达到186.5dB。
提出智能跟踪(Smart-Tracking)技术,通过动态步长调整将输入跟踪带宽扩展到奈奎斯特频率,解决了传统Zoom ADC跟踪带宽受限的问题。
采用浮尾电阻(Floating-Tail-Resistor)线性化Gm-C积分器,在低电压下实现高线性度和高效率,提升了整体ADC性能。
ISSCC 2026Session 11Data Converters
Xiyu He, Mingyang Gu, Yunsong Tao, Siyu Huang, Zhishuai Zhang, Yi Zhong, Nan Sun, Lu Jie
本文提出了一种流水线SAR ADC,采用基于电流缓冲器的积分采样器实现电阻输入和高线性度;通过浮空电荷转移器与多比特预转换技术实现线性残差放大并加速第二级转换。该ADC在250MHz奈奎斯特输入下实现了94.5dB SFDR,为200MS/s以上离散时间ADC中最高。
提出基于电流缓冲器的积分采样器,实现电阻输入并保持高线性度。
提出浮空电荷转移器(FCT)结合多比特预转换(MB-PC),实现线性残差放大并加速第二级转换。
ISSCC 2026Session 11Data Converters28nm CMOS
Michele Rocco*1, Gabriele Zanoletti*1, Alessia Ceroni*1, Giacomo Tombolan1, Gabriele Bè1,2, Luca Ricci1, Salvatore Levan
本文提出一种28nm CMOS 500MS/s 12b三阶段流水线SAR ADC,采用三级级联单级浮动残差放大器与虚拟电源扩展技术,提高了效率和线性度。该ADC在240MHz输入下达到63.4dB SNDR和81.0dB SFDR,功耗6.64mW,面积0.011mm²。
提出三级级联单级浮动残差放大器(triple-cascode FIA)结构,用于流水线SAR ADC的级间残差放大。
采用虚拟电源扩展技术,在不增加额外电源电压的情况下提升放大器线性度和效率。
ISSCC 2026Session 11Data Converters28nm CMOS
Jingpeng Wang1, Bingrui Li1, Haoyang Luo1, Mingtao Zhan2, Xiyu He2, Dawei Shen1, Lu Jie2, Xiyuan Tang1
本文提出一款14位400MS/s的TDC辅助流水线逐次逼近型ADC,采用线性化轨到轨输入电压-时间转换器(VTC)。通过背景校准引擎校正VTC增益和时域偏移误差,并利用复制偏置环形放大器提升能效和鲁棒性。在28nm工艺下实现了67dB奈奎斯特SNDR、4.6mW功耗,FoMw为6.3fJ/conv-step,FoMs为173.5dB。
提出前端TDC配合线性化轨到轨输入VTC,实现宽输入摆幅下的高线性度时间域量化。
开发背景校准引擎,通过监测数字输出统计量校正VTC增益和时域偏移误差,模拟开销小。
ISSCC 2025Session 35Medical & Bio
Huan-Cheng Liao*, Shunyao Zhang*, Yumin Su, Arvind Govinday, Yiwei Zou,
该论文提出了一种用于可穿戴/植入式生物医学成像的空间域压缩感知光声成像器,集成了矩阵乘法SAR ADC,实现了实时、长期监测。解决了传统光声成像系统体积大、功耗高、数据量大等问题。
提出空间域压缩感知方法,减少采样数据量,降低系统功耗和带宽需求。
设计矩阵乘法SAR ADC,直接在模拟域完成压缩感知的矩阵乘法运算,提高能效。
ISSCC 2025Session 24Data Converters16nm FinFET
Junhua Shen1, Wei-Hung Chen2, Efram Burlingame3, Stephen Weinreich1,
本文提出一款基于16nm FinFET工艺的12GS/s 9位16倍时间交织SAR ADC,通过时间交织架构实现高速模数转换,解决了高速与高能效之间的平衡问题。
采用16倍时间交织结构,在16nm FinFET工艺下实现12GS/s采样率
可能包含通道失配校准技术以维持9位精度(推断)
ISSCC 2025Session 24Data Converters16nm FinFET
Yannan Zhang1, Minglei Zhang1, Zehang Wu1, Yan Zhu1, Rui P. Martins1,2, Chi-Hang Chan1
该论文提出了一款72GS/s 9位时间交织流水线逐次逼近(Pipeline-SAR)模数转换器(ADC),采用16nm FinFET工艺实现。针对时间交织中带宽失配和隐式失真导致的SFDR和ENOB退化问题,通过校准技术实现了在20GHz和奈奎斯特输入下分别达到55.3dB和49.3dB的SFDR。
提出了一种适用于近100GS/s高速ADC的时间交织Pipeline-SAR架构,有效缓解了高交织因子带来的性能限制。
开发了针对带宽失配和隐式失真的校准技术,显著提升了宽带输入下的SFDR和线性度。
ISSCC 2025Session 18Data Converters
Siyu Huang, Zhishuai Zhang, Xiyu He, Mingyang Gu, Yunsong Tao, Yi Zhong,
本文提出了一种嵌入无源FIR/IIR滤波器的流水线逐次逼近型模数转换器(Pipeline-SAR ADC),旨在替代连续时间ΔΣ调制器(CTDSM)以解决其带宽增大时功耗飙升的问题。该设计通过渐进式转换和浮动电荷技术实现了70dB SNDR、80MHz带宽和172dB FoMS的高性能。
采用无源FIR/IIR滤波器嵌入SAR ADC结构,在保持固有抗混叠能力的同时避免了CTDSM的带宽-功耗折衷。
引入渐进式转换和浮动电荷技术(Floating-Char),优化了信号建立与噪声性能,实现了高SNDR与高FoM。
ISSCC 2025Session 18Data Converters
Zhuoyi Chen, Siyuan Ye, Jihang Gao, Jie Li, Jiajia Cui, Xinhang Xu, Yaohui Luan,
该论文提出一种易于驱动的16MS/s流水线逐次逼近(pipelined-SAR)ADC,采用分裂粗-细输入缓冲器采样方案,有效降低了对输入驱动的要求;同时结合快速鲁棒背景校准技术,解决了传统架构中采样电容大、驱动困难以及残余放大器功耗高等问题。
提出分裂粗-细输入缓冲器采样方案,降低了对输入驱动电源电压或预测器的依赖,拓宽了应用场景。
采用快速鲁棒背景校准技术,无需额外高功耗放大器即可实现高精度转换。
ISSCC 2025Session 18Data Converters
Siyuan Ye, Jiajia Cui, Jihang Gao, Jie Li, Xing Zhang, Ru Huang, Linxiao Shen
该论文提出了一种轨到轨三阶噪声整形SAR ADC,集成了连续时间输入缓冲器,解决了高分辨率SAR ADC中CDAC负载大、输入缓冲器驱动压力高和线性度要求苛刻的问题,实现了105.4dB的无杂散动态范围(SFDR)。
提出轨到轨输入缓冲器与连续时间结构集成,避免单独高压电源,降低功耗并提高线性度。
采用三阶噪声整形技术,有效抑制带内噪声,提升高分辨率SAR ADC的SFDR。
ISSCC 2025Session 18Data Converters
with speed. State-of-the-art high-resolution ADC solutions include DSMs, zoom, SAR and, noise-shaping (NS) SAR ADCs. The
该论文提出了一种全动态噪声整形SAR ADC,通过创新的电路设计实现了120dB SNDR和189dB FoMS,在1kHz带宽内解决了传统高精度ADC功耗高、信号带宽受限或校准复杂的问题。
采用全动态电路架构,消除了静态功耗,显著提升能效。
通过噪声整形技术将量化噪声整形至带外,实现高分辨率。
ISSCC 2024Session 9Data Converters
Sewon Lee, Hyein Kang, Minjae Lee
该论文提出了一种13位2MS/s的逐次逼近寄存器型模数转换器(SAR ADC),采用动态电容比较器,实现了2.72fJ/conv的能效。解决了高分辨率SAR ADC中比较器功耗呈指数增长的问题,适用于电池供电应用。
提出动态电容比较器结构,通过电容耦合实现低功耗高分辨率比较。
设计宽输入共模范围,增强ADC在不同输入条件下的适应性。
ISSCC 2024Session 9Data Converters
Kai-Cheng Cheng1, Soon-Jyh Chang1, Chung-Chieh Chen2, Shuo-Hong Hung2
本文提出一种4阶噪声整形SAR ADC,采用动态放大器辅助级联积分器实现高阶噪声整形,在94.3dB SNDR下达到184dB FoMs,适用于音频IoT应用。该设计解决了高阶噪声传递函数、功率效率和PVT鲁棒性之间的权衡问题。
采用动态放大器辅助的级联积分器结构实现4阶噪声整形,提高噪声整形阶数同时保持低功耗。
利用误差反馈结构简化FIR滤波器实现,降低设计复杂度并提升鲁棒性。
ISSCC 2024Session 9Data Converters
Zhuoyi Chen1, Linxiao Shen1, Siyuan Ye1, Jihang Gao1, Jie Li1, Jiajia Cui1,
本文提出了一种采用共源共栅电容退化动态放大器和MSB预转换技术的流水线逐次逼近型模数转换器,在50MS/s采样率下实现了182.3dB的FoMs,解决了传统闭环放大器功耗高和开环放大器线性度不足的问题。
提出共源共栅电容退化动态放大器,在开环结构中实现了高增益和高线性度,同时保持低功耗。
引入MSB预转换技术,通过提前处理最高有效位来减少后端电路的噪声和线性度要求,进一步提升能效。
ISSCC 2024Session 9Data Converters
Xiyu He, Mingyang Gu, Hanjun Jiang, Yi Zhong, Nan Sun, Lu Jie
本文提出了一种时间交织的管道SAR ADC,通过共享残差积分放大器实现了高能效,解决了传统CTDSM在宽带下设计复杂和传统pipeline功耗高的问题。该ADC在200MHz带宽下达到71dB SNDR,FoMs为173dB。
提出共享残差积分放大器架构,降低了多通道交织中的硬件开销和功耗。
结合管道SAR和时间交织技术,实现了宽带高动态范围ADC的高能效设计。
ISSCC 2024Session 9Data Converters
Yong Lim*, Jaehoon Lee*, Jongmi Lee, Kwangmin Lim, Seunghyun Oh,
本文提出了一种采用动态偏置环放大器的12位400MS/s流水线-逐次逼近型ADC,解决了传统环放大器最后一级偏置受失配和PVT变化影响的问题,实现了2.08mW功耗和64.4dB SNDR。
提出了一种对失配和PVT变化具有容忍性的动态偏置环放大器,替代传统电阻偏置方式。
基于该环放大器设计了低功耗高性能的流水线-逐次逼近型ADC架构,在400MS/s下达到12位精度。
ISSCC 2024Session 9Data Converters
Siyuan Ye1, Linxiao Shen1, Jihang Gao1, Jie Li1, Zhuoyi Chen1, Xinhang Xu1,
本文提出了一种基于连续时间SAR辅助的检测与跳过(Detect-and-Skip)和开-关相关(Open-then-Close Correl)技术的流水线逐次逼近型ADC。该设计在2mW功耗下实现了70.7dB SNDR和200MS/s采样率,有效解决了高速高精度转换中转换时间与残差放大器速度、功耗之间的矛盾。
采用连续时间SAR辅助的检测与跳过技术,通过提前判断并跳过不必要的位循环,缩短SAR子ADC的转换时间。
引入开-关相关技术,增强了残差放大器的速度与增益,同时降低功耗。
ISSCC 2024Session 6Image Sensors
Su-Hyun Han1, Seonghyeok Park1, Jung-Hoon Chun2,3, Jaehyuk Choi2,3, Seong-Jin Kim1
该论文提出了一种160×120像素的闪光LiDAR传感器,采用全模拟辅助的像素内直方图时间数字转换器(TDC),基于自参考SAR ADC实现,旨在解决移动设备中实时深度感知的高精度和低功耗问题。
提出了一种基于自参考SAR ADC的像素内直方图TDC,实现了全模拟辅助的时间测量,降低了功耗和面积。
采用闪光LiDAR架构,所有像素同时工作,适用于20-30米范围内的3D映射,简化了光学系统。
ISSCC 2024Session 3Analog Circuits3nm GAA
Sangheon Lee, Jinwoo Park, Junsang Park, Sangkyu Lee, Jungho Lee,
本文提出了一种在3nm GAA工艺中使用0.7V薄栅氧晶体管实现的耐高压自举模拟采样器,解决了该工艺缺乏厚栅氧晶体管而无法直接采样1.2V输入的问题,应用于12-bit SAR ADC。
采用自举技术使得0.7V薄栅氧晶体管能够耐受1.2V输入电压,突破工艺限制。
在3nm GAA纳米片工艺中首次实现高电压容忍的模拟采样器,适用于低电压先进工艺下的通用ADC应用。
ISSCC 2024Session 3Analog Circuits
Frequency Reference with [5.1nJ, 120µs] XO Startup and
该论文提出了一种0.5V超低电压、6.14µW功耗的无需修调的单晶体双输出频率参考。通过低能耗的晶体振荡器启动技术和基于逐次逼近的实时时钟校准技术,实现了5.1nJ/120µs的XO启动和8.1nJ/200µs的RTC校准,显著降低了IoT节点的面积和成本。
首次实现基于单晶体同时产生双输出频率参考,无需修调,节省面积和成本。
提出超低能耗的XO启动技术(5.1nJ)和基于逐次逼近的RTC校准技术(8.1nJ),适用于微型IoT节点。
ISSCC 2024Session 22Analog Circuits
Yunsong Tao, Mingyang Gu, Baoyong Chi, Yi Zhong, Lu Jie, Nan Sun
该论文提出了一种4.8GS/s、7-ENoB的时间交织SAR ADC,采用基于dither的背景时序歪斜校准方法,解决了传统校准方法对输入信号类型有限制的问题。通过bit-distribution-based技术进一步提升了性能。
提出基于dither的背景时序歪斜校准方法,适用于所有类型的输入信号,无需依赖高频或大振幅等条件。
采用bit-distribution-based技术优化ADC性能,实现4.8GS/s高速采样下7-ENoB的有效位数。
ISSCC 2024Session 22Analog Circuits
Amy Whitcombe1, Somnath Kundu2,4, Hariprasad Chandrakumar2,
提出了一种76mW 40GS/s 7位时间交织混合电压/时间域ADC,通过共模输入跟踪技术降低校准复杂度并提高能效,适用于50+Gb/s链路中的DSP均衡和PAM-4调制。
采用混合电压/时间域架构,结合电压域SAR和时间域转换的优势,提升子ADC速度并降低输入电容负载。
引入共模输入跟踪技术,简化时间交织ADC的校准需求,降低功耗和面积开销。
ISSCC 2023Session 32Medical & Bio
Jianxiong Xu, José Sales Filho, Sudip Nag, Liam Long, Camilo Tejeiro,
该论文提出了一种面向外周神经系统的束选择性双向神经接口集成电路,采用具有173dB品质因数的噪声整形SAR ADC,实现了1.38pJ/b的高能效数据传输。解决了传统神经接口在选择性刺激和低功耗高精度记录方面的挑战。
提出束选择性双向神经接口架构,可同时实现高空间分辨率的神经刺激和记录。
采用173dB FOM的噪声整形SAR ADC,在低功耗下实现高精度模数转换。
ISSCC 2023Session 32Medical & Bio
Geunha Kim, Sehwan Lee, Taeryoung Seol, Seungyeob Baik, Yeonjae Shin,
本文提出了一种用于可穿戴生物电位读取的1V电源、1.85Vpp输入范围、1kHz带宽的二阶噪声整形SAR ADC,实现了181.9dB的FOMDR和179.4dB的FOMSNDR,解决了传统ADC在低电压下输入范围不足和能效低的问题。
采用增强输入范围技术,在1V电源下实现1.85Vpp线性输入范围,避免运动/刺激伪影导致的饱和。
使用二阶噪声整形结构,在1kHz带宽内达到极低输入参考噪声(<5µVrms)和高能效(FOMSNDR>179dB)。
ISSCC 2023Session 17Data Converters
Qian Chen1, Yuan Liang*1, Chirn Chye Boon1, Qing Liu2
提出了一种单通道10GS/s 8位时间域ADC,采用循环展开异步逐次逼近技术,解决了多比特决策等待时间长的问题,实现了>36.4dB SNDR。
提出循环展开异步逐次逼近技术,减少多比特决策的等待时间,提升时间域ADC的速度。
在单通道架构下实现10GS/s采样率,兼顾能量效率和面积效率。
ISSCC 2023Session 17Data Converters
Yi-Hu Wang, Soon-Jyh Chang
本文提出了一款7位4.5GS/s的4倍时间交织SAR ADC,采用完全片上背景时序偏移校准技术,解决了传统数字校准方法受输入信号限制、收敛时间长和面积大的问题,实现了高能效和鲁棒性。
提出了一种完全集成的片上背景时序偏移校准方法,无需外部参考信号,降低了系统复杂度。
针对4倍交织架构实现了高效的时序失配检测与校正,支持高速(4.5GS/s)和中等分辨率(7位)操作。
ISSCC 2023Session 17Data Converters
Mingtao Zhan, Lu Jie, Nan Sun
该论文提出了一种基于环形放大器的流水线时间交织逐次逼近寄存器型模数转换器,通过分裂型MDAC和开关参考去耦电容技术,在1GS/s采样率下实现了10-ENOB精度和10mW功耗,解决了高速高精度ADC功耗过高的问题。
提出分裂型MDAC结构,将传统MDAC拆分为两个子DAC,降低了环形放大器的负载和功耗。
采用开关参考去耦电容技术,在保持阶段动态调整参考电压,提高了SAR ADC的线性度。
ISSCC 2023Session 17Data Converters
Hongzhi Zhao1, Minglei Zhang1, Yan Zhu1, Chi-Hang Chan1, R. P. Martins1,2
该论文提出了一种2倍交织、9位2.8GS/s、每周期5位的SAR ADC,采用线性化可配置电压-时间(V2T)缓冲器,在3GHz输入下实现>50dB SNDR,解决了多比特SAR ADC中硬件开销大的问题。
采用5b/cycle SAR架构,通过增加每周期位数显著提升采样率,同时保持高能效。
引入2×交织技术进一步扩展速度,并设计线性化可配置V2T缓冲器改善线性度,降低多比特转换的硬件开销。
ISSCC 2023Session 10Data Converters
Yanbo Zhang*1,2, Junyan Hao1,2, Shubin Liu2, Zhangming Zhu2, Yan Zhu1,
本文提出一种单通道70dB-SNDR、100MHz带宽的四阶噪声整形流水线SAR ADC,通过残差放大器误差整形技术解决了传统流水线SAR ADC中残差放大器噪声和非线性限制动态范围的问题,实现了高能效宽带转换。
采用四阶噪声整形流水线SAR架构,在单通道中实现宽带宽和高动态范围。
引入残差放大器误差整形技术,有效衰减放大器噪声与失真,提升整体SNDR。
ISSCC 2023Session 10Data Converters
Hongshuai Zhang1, Yan Zhu1, Chi-Hang Chan1, R. P. Martins1,2
该论文提出了一种基于量化预测展开的2阶增益误差整形与噪声整形流水线SAR ADC,通过预测第一级量化噪声并利用第二级输出进行误差整形,有效抑制了级间增益误差,实现了25MHz带宽和77.2dB SNDR的高性能。
提出量化预测展开技术,通过预测第一级量化噪声来减少增益误差整形中的截断误差。
实现2阶增益误差整形与噪声整形结合,显著提升ADC的带内信噪比和线性度。
ISSCC 2023Session 10Data Converters
Manxin Li1, Calvin Yoji Lee1, Ahmed ElShater1, Yuichi Miyahara2, Kazuki Sobue2,
本文提出了一款12MS/s、91.3dB SNDR、94.1dB DR的两步逐次逼近寄存器(SAR)模数转换器(ADC),通过集成的输入缓冲器和预测电平移位技术解决了高分辨率离散时间奈奎斯特ADC驱动困难的问题,实现了轨到轨输入范围和高能效。
集成了输入缓冲器,降低了外部驱动要求并提高了功率效率
采用预测电平移位技术,实现了轨到轨输入范围内的线性度
ISSCC 2022Session 10Data Converters180nm CMOS
Jesper Steensgaard1, Richard Reay2, Raymond Perry2, Dave Thomas2,
本文提出了一款24位2MS/s的SAR ADC,采用180nm CMOS工艺,实现了0.03ppm的积分非线性(INL)和106.3dB的动态范围(DR),解决了低至中速高精度数据采集应用的需求。该ADC具有均匀的噪声谱密度,适用于Nyquist-rate和过采样信号处理。
实现了24位精度下极低的0.03ppm INL,突破传统SAR ADC的非线性限制。
通过均匀噪声谱密度设计,使品质因数FoM独立于所选带宽,适用于多种应用场景。
ISSCC 2022Session 10Data Converters
Haoyi Zhao, Fa Foster Dai
该论文提出了一种0.97mW、260MS/s、12位流水线SAR ADC,采用基于环形TDC的细量化器实现PVT鲁棒的自动跨域缩放。解决了传统残差放大器功耗大、线性度要求高和PVT敏感的问题。
使用环形TDC代替传统电压域细量化器,实现跨域缩放,降低功耗并提高PVT鲁棒性。
提出自动跨域缩放技术,无需额外校准即可适应PVT变化。
ISSCC 2022Session 10Data Converters
Mingtao Zhan1, Lu Jie1, Xiyuan Tang2, Nan Sun1
提出了一种0.004mm² 200MS/s的流水线SAR ADC,通过kT/C噪声消除技术大幅减小第一级采样电容,同时设计PVT鲁棒的环形放大器,在降低功耗和面积的同时实现高速高精度转换。
提出kT/C噪声消除技术,允许使用远小于传统方案的采样电容,从而降低ADC驱动器和参考缓冲器的设计复杂度与功耗。
设计了一种对工艺、电压、温度变化具有鲁棒性的环形放大器(Ring-Amp),在低功耗下实现高速残余放大。
ISSCC 2022Session 10Data Converters
Jia-Ching Wang, Tai-Haur Kuo
本文提出了一种采用分布式平均相关电平移位(DACLS)环形放大器的14位130MS/s流水线逐次逼近型模数转换器,通过降低增益误差和减小输出负载来提升分辨率和带宽,同时实现了低功耗设计。
提出分布式平均相关电平移位(DACLS)环形放大器,有效降低增益误差,提高ADC分辨率。
通过最小化环形放大器输出负载,扩展了ADC带宽,优于现有技术。
ISSCC 2022Session 10Data Converters14nm CMOS
Juzheng Liu, Mohsen Hassanpourghadi, Mike Shuo-Wei Chen
本文提出了一种在14nm工艺下实现的8位10GS/s两步时域ADC,通过延迟跟踪流水线SAR TDC技术实现了500fs的时间步长,解决了高速应用中传统电压域时间交织SAR ADC面积和功耗效率低的问题。
采用延迟跟踪流水线SAR TDC结构,实现两步时域量化,有效降低了时间步长至500fs。
通过两步时域转换替代传统电压域时间交织,显著减小了芯片面积(2850μm²)和功耗(25fJ/转换步)。
ISSCC 2021Session 27Data Converters22nm FDSOI
Chin-Yu Lin*, Ying-Zu Lin*, Chih-Hou Tsai, Chao-Hsin Lu
本文提出了一种在22nm FDSOI工艺下实现的时间交织无源噪声整形SAR ADC,支持80MHz带宽和640MS/s采样率。解决了Wi-Fi 6E应用中对高带宽、高动态范围ADC的需求,通过时间交织和无源噪声整形技术实现了低功耗高性能。
采用时间交织架构结合无源噪声整形技术,在640MS/s高采样率下实现80MHz带宽。
基于22nm FDSOI工艺,利用无源滤波器实现噪声整形,降低功耗并保持高线性度。
ISSCC 2021Session 27Data Converters
Kyojin Choo, Hyochan An, Dennis Sylvester, David Blaauw
本文提出一种电容阵列辅助级联电荷注入SAR ADC (c-ciSAR),解决IoT传感器对低功耗高精度ADC的需求,实现了17b标称分辨率和14.14位ENOB,同时达到184.9dB的FoM。
采用电容阵列辅助级联电荷注入结构,在不显著增加功耗的前提下同时处理分辨率、失配和噪声限制。
通过级联电荷注入技术提升分辨率,实现高精度采样且保持高能效。
ISSCC 2021Session 13Quantum & Photonics40nm CMOS
Gerd Kiene1,2, Alessandro Catania3, Ramon Overwater1,2, Paolo Bruschi3,
本文提出一种用于量子计算的低温CMOS SAR ADC,在40nm CMOS工艺下实现1GS/s采样率和6-8位可配置分辨率,每量子位功耗仅0.5mW。该ADC解决了大规模量子计算系统中室温电子学连接线过多的瓶颈,通过低温集成实现低功耗高速读取。
首次在40nm CMOS中实现面向量子计算的低温SAR ADC,支持1GS/s高速采样和6-8位分辨率可调。
每量子位功耗仅0.5mW,显著降低低温系统的热预算,适用于大规模量子比特读取。
ISSCC 2020Session 9Data Converters
Xiyuan Tang1, Xiangxing Yang1, Wenda Zhao1, Chen-Kai Hsu1, Jiaxin Liu2,
本文提出一种13.5位有效位数的二阶噪声整形SAR ADC,采用PVT鲁棒的闭环动态放大器实现残差积分,兼顾了传统闭环OTA的鲁棒性和动态放大器的能效优势。该设计在低功耗下实现了高分辨率,并解决了PVT变化下性能退化的难题。
提出PVT鲁棒的闭环动态放大器,结合闭环OTA的稳定性和动态放大器的低功耗特性,实现残差积分。
采用二阶噪声整形技术,在SAR ADC中实现高分辨率,同时保持能效优势。
ISSCC 2020Session 9Data Converters
Lu Jie, Boyi Zheng, Hsiang-Wen Chen, Runyu Wang, Michael P. Flynn
该论文提出了一种4阶级联噪声整形SAR ADC,通过级联结构实现高阶噪声整形,无需复杂有源电路,解决了传统Sigma-Delta ADC依赖运放导致的工艺缩放困难和能效问题。该ADC在100kHz带宽内实现了88dB的SNDR,适用于音频和传感器等亚MHz带宽应用。
提出4阶级联噪声整形结构,实现高阶噪声整形的同时保持电路简洁和能效优势。
采用无源或简单有源积分器级联,避免传统高阶ΣΔ调制器中多运放的复杂性和功耗。
ISSCC 2020Session 6Wireline I/O
Jay Im1, Kevin Zheng1, Adam Chou1, Lei Zhou1, Jae Wook Kim1,
本文提出了一种112Gb/s PAM-4长距离有线收发器,采用36路时间交织SAR-ADC和基于反相器的接收模拟前端,解决了数据中心和通信应用中高速长距离传输的挑战。
采用36路时间交织SAR-ADC架构,实现了112Gb/s PAM-4信号的高精度模数转换。
基于反相器的接收模拟前端设计,降低了功耗并提高了线性度,支持长距离传输。
ISSCC 2020Session 26AI / ML
Gerard O'Leary1, Jianxiong Xu1, Liam Long1, Jose Sales Filho1,
该论文提出了一种用于个性化脑植入设备的神经形态无乘法器位串行权重存储器优化的1024树脑状态分类器与神经调节SoC,旨在实现高能效的脑状态实时分类以优化神经调控时机,解决癫痫发作前精准干预的问题。
采用无乘法器位串行架构,显著降低硬件复杂度和功耗,适合植入式应用。
权重存储器优化设计,结合1024树分类器结构,在保证分类精度的同时减少存储开销。
ISSCC 2020Session 16Data Converters
Jiaxin Liu1, Xiyuan Tang2, Wenda Zhao2, Linxiao Shen2, Nan Sun2
该论文提出了一种带有kT/C噪声消除技术的13位40MS/s SAR ADC,通过集成噪声消除电路显著减小了采样电容,解决了传统大电容导致的输入驱动和参考缓冲器设计难题。
提出kT/C噪声消除技术,允许使用极小采样电容,从而大幅减小芯片面积和驱动负载
在0.005mm2的小面积下实现了13位40MS/s的高性能SAR ADC,突破了面积与精度之间的权衡
ISSCC 2020Session 16Data Converters
Tsung-Chih Hung, Jia-Ching Wang, Tai-Haur Kuo
本文提出了一种加权平均相关电平移位(WACLS)技术,用于流水线SAR ADC,无需校准即可理论上消除有限运放增益误差,并采用速度增强方案克服速度下降问题。实现了71.7dB SNDR、100MS/s采样率、0.7mW功耗的高能效性能。
提出加权平均相关电平移位(WACLS)技术,无需校准即可消除流水线SAR ADC中有限运放增益误差。
采用速度增强方案,克服了WACLS技术可能带来的速度下降问题。
ISSCC 2020Session 16Data Converters
Minglei Zhang1, Yan Zhu1, Chi-Hang Chan1, Rui P. Martins1,2
该论文提出了一种4路交织、10GS/s采样率、8位分辨率的时域ADC。通过16倍插值级间增益技术,在18GHz输入频率下实现了>37.5dB的SNDR,解决了高速ADC的大输入电容和带宽限制问题。
提出4路交织与16倍插值结合的时域ADC架构,有效提升转换速率和带宽。
采用插值级间增益技术,在不增加额外功耗的情况下改善ADC的线性度和高频性能。
ISSCC 2019Session 5Image Sensors
Kyojin D. Choo, Li Xu, Yejoong Kim, Ji-Hwan Seol, Xiao Wu,
该论文提出一种用于运动触发式物联网图像传感器的电容阵列辅助电荷注入SAR ADC,通过运动检测触发全阵列捕获以降低功耗,同时实现了低噪声和高能效。
采用电容阵列辅助电荷注入技术改进SAR ADC结构,在低功耗下实现低噪声性能
引入运动检测触发机制,对重采样帧进行运动检测,仅在检测到活动时启动全帧捕获,显著降低系统功耗
ISSCC 2019Session 3Data Converters28nm CMOS
Ahmed ElShater1, Calvin Yoji Lee1, Praveen Kumar Venkatachala1,
本文提出了一种采用双死区环形放大器的两步逐次逼近型模数转换器,在10mW功耗下实现了16位分辨率、15MS/s采样率和95dB动态范围,解决了传统两步SAR ADC中残差放大器性能受限的问题。
提出双死区环形放大器,通过两个死区区域优化放大器的稳定性和效率,显著降低功耗并提高线性度。
采用两步SAR架构结合环形放大器,在低功耗下实现高分辨率和高动态范围。
ISSCC 2019Session 3Data Converters
Minglei Zhang1, Chi-Hang Chan1, Yan Zhu1, Rui P. Martins1,2
该论文提出了一种0.6V供电的13位20MS/s两步TDC辅助SAR ADC,通过将残差电压量化从电压域转换到时间域,解决了低压下头空间不足的问题。同时引入了PVT跟踪和速度增强技术,提升了电路鲁棒性和转换速度。
采用两步TDC辅助结构,利用电压-时间转换器(VTC)和TDC作为后端量化残差电压,避免了传统电压域残差放大在低压下的头空间限制。
引入PVT跟踪技术,使ADC能自适应工艺、电压和温度变化,保持性能稳定。
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