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JSSC 2011第3期Data Converters0.18μmSAR ADC

A 21 fJConversion-Step 100 kSs 10-bit ADC With a Low-Noise Time-Domain Comparato

本文提出了一种低功耗时间域比较器的10位ADC,采用差分多级VCDL技术,显著降低静态功耗。
0.18μm CMOS, 0.6V, 100kS/s, 1.3μW, 9.3 ENOB
ADC时间域比较器低功耗VCDL传感器接口
创新点1:时间域比较器技术(方法创新) - 采用时间域比较器替代传统电压域比较器,通过差分多级VCDL(电压控制延迟线)实现高精度时间延迟比较,显著降低输入参考噪声和偏移,提升ADC的能效比。
创新点2:差分多级VCDL设计(电路创新) - 提出差分多级VCDL结构,通过增加延迟级数降低噪声和偏移,同时实现高度数字化的操作,避免了传统比较器的静态功耗问题。
创新点3:静态功耗消除(系统创新) - 通过全数字化时间域比较器设计,彻底消除静态功耗,在0.6V低电源电压下实现1.3μW的超低功耗,适用于能量受限的应用场景。
创新点4:低噪声与高能效(性能创新) - 在100 kS/s采样率下实现9.3位ENOB和21 fJ/conversion-step的优异能效比,为低功耗传感器接口设定了新的性能标杆。
Abstract
eung-Jin Park, Hong-June Park , Member , IEEE, and Jae-Yoon Sim , Member , IEEE Abstract—This paper presents a 100 kS/s, 1.3 W , 9.3 ENOB successive approximation ADC with a time-domain comparator. The proposed time-domain comparator utilizes a differential multi-stage VCDL, resulting in a highly digital operation elimi- nating static power consumption. The effects of gain, noise, and offset are also investigated by detailed analysis which proves the feature of reducing the input-referred noise