JSSC 2020第2期Data Converters28nmDAC

A 766-dB-SNDR 50-MHz-BW 292-mW Multi-Bit CT Sturdy MASH With DAC Non-Linearity T

提出一种双环路噪声耦合辅助的连续时间坚固多级噪声整形调制器，无需多位数模转换器线性化技术。

28nm CMOS, 1.2V/1.5V供电, 1.2GHz采样率, 50MHz带宽

连续时间调制器多级噪声整形噪声耦合数模转换器有限脉冲响应滤波器

▸创新点1：双环路噪声耦合技术（NC）通过白化1.5位量化噪声并降低其带内谐波功率，显著提升信噪比（SNDR达76.6 dB），属于系统级创新。该技术无需传统多比特DAC线性化方法，简化了电路设计。

▸创新点2：集成有限脉冲响应（FIR）滤波器于最外层反馈路径，有效抑制多比特DAC输入的带外（OOB）噪声功率（SFDR达87.9 dB），属于电路架构创新。该设计在50 MHz带宽下实现高动态范围。

▸创新点3：采用坚固型多级噪声整形（SMASH）结构等效实现四阶ΔΣ调制器功能，结合1.5位/4位量化器优化，在1.2 GHz采样率下兼顾精度（292 mW功耗）与面积效率（0.085 mm²），属于混合信号系统创新。

▸创新点4：通过28 nm CMOS工艺实现168.9 dB Schreier品质因数（FoM），创下同类设计的能效标杆，体现工艺-电路协同优化创新。

Abstract

This article presents a dual-loop noise- coupling (NC)-assisted continuous-time (CT) sturdy multistage noise-shaping (SMASH) /Delta1/Sigma1modulator (DSM), employing 1.5-bit/4-bit quantizers. The proposed SMASH can equivalently work as an overall fourth-order DSM with 4-bit internal quantization. The NC applied in this CT SMASH DSM whitens the 1.5-bit quantization noise (QN) and further reduces its in-band tone power, while a ﬁnite -impulse response (FIR) ﬁlter integrated into the outermost feed