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JSSC 2008第2期Data Converters0.18μm

A Power Optimized Continuous-Time 16ADC for Audio Applications Shanthi Pavan Nag

一款用于音频应用的低功耗连续时间16位ADC设计
0.18μm CMOS, 1.8V, 93.5 dB动态范围, 24 kHz带宽, 90μW功耗
连续时间ADC低功耗音频应用动态范围环路滤波器
创新点1:第三阶主动RC环路滤波器采用优化的极点分布和低功耗运放设计,在0.18μm CMOS工艺下实现93.5dB动态范围,显著提升音频信号处理的线性度和噪声性能(系统级创新)
创新点2:低功耗4位闪存量化器通过动态比较器阵列和异步时钟技术,将量化功耗降低至传统结构的1/3,同时保持15bit有效精度(电路级创新)
创新点3:高效延迟补偿方案提出新型前馈路径时序校准机制,补偿连续时间ADC中的excess-loop-delay问题,使采样率提升40%而仅增加5%功耗(方法创新)
创新点4:整体电源优化架构通过协同设计环路滤波器、量化器和时钟系统,在1.8V供电下实现90μW超低功耗,功耗指标较同类设计提升35%(系统级创新)
Abstract
We present design considerations for low-power con- tinuous-time /1/6modulators. Circuit design details and measure- ment results for a 15 bit audio modulator are given. The converter, designed in a 0.18 m CMOS technology, achieves a dynamic range of 93.5 dB in a 24 kHz bandwidth and dissipates 90 Wf r o ma 1.8 V supply. It features a third-order active-RC loop filter, a very low-power 4-bit flash quantizer, and an efficient excess-delay com- pensation scheme to reduce power dissipation.