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JSSC 2008第2期Data Converters0.13μmDelta-Sigma ADCNeural Network Accelerator

A 09-V 60-22W 1-Bit Fourth-Order Delta-Sigma Modulator With 83-dB Dynamic Range

设计了一种0.9V低功耗Delta-Sigma调制器,动态范围达83dB。
0.9V, 60μW, 83dB动态范围, 20kHz带宽, 2MHz采样频率
Delta-Sigma调制器低功耗动态范围前馈架构OTA设计
创新点1:输入前馈架构降低积分器电压摆幅(方法创新)。通过采用输入前馈架构,有效减少了积分器的电压摆幅需求,从而降低了整体功耗,同时保持了83-dB的动态范围性能。
创新点2:低静态电流OTA设计(电路创新)。设计了低静态电流的运算跨导放大器(OTA),通过优化偏置和结构,显著降低了静态功耗,同时满足调制器的高精度需求。
创新点3:正反馈提高直流增益(电路创新)。在OTA中引入正反馈技术,显著提高了直流增益,从而改善了调制器的线性度和噪声性能,支持了20 kHz带宽下的高动态范围。
创新点4:高性能低电压设计(系统创新)。在0.9-V电源电压下实现了60-μW的低功耗,同时达到83-dB动态范围和2 MHz采样频率,展示了在低电压条件下的高性能调制器设计。
Abstract
A 0.9-V 60- W delta-sigma modulator is designed using standard CMOS 0.13- m technology. The modulator achieves 83-dB dynamic range in a signal bandwidth of 20 kHz with a sampling frequency of 2 MHz. The input-feedforward architecture is used to reduce the voltage swing of the integrators, which enables low-power amplifiers. By considering the charac- teristics of the modulator architecture, low-quiescent operational transconductance amplifiers are designed, which use positive feed- back to incre