基于壓控延遲線與旁路邏輯的SAR ADC.pdf

1、隨著便攜式、可穿戴智能設(shè)備和醫(yī)療電子的發(fā)展，對收集數(shù)據(jù)的傳感器要求越來越高。這些傳感器需要很長時間不間斷工作，實時收集人體或周圍環(huán)境數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并傳輸給DSP系統(tǒng)。而ADC作為外部模擬信號到DSP可處理的數(shù)字信號中間的紐帶，是傳感器中最重要的一環(huán)。這些ADC工作在100KHz～1MHz的中低頻率，擁有10～12位中精度。傳感器通常是由電池或能量收集型系統(tǒng)供電，并且希望在不維護的情況下能夠有盡可能長的工作壽命，這就要求傳感器中的A

2、DC能夠適應(yīng)極低的工作電壓并且有極低的功耗。針對這些要求，本文在65nm CMOS工藝下設(shè)計了一款低壓低功耗10bit逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
　　首先，針對低壓下傳統(tǒng)電壓域比較器存在判斷時間過長，功耗占比變大的問題，本文提出一種新的壓控延遲線比較器替代電壓比較器。這種新的壓控延遲線通過改變延遲級數(shù)的辦法將傳統(tǒng)壓控延遲線擴展為雙精度模式壓控延遲線比較器，從而在保證精度的情況下降低功耗，并且通過折疊的辦法降低MOS柵極電容對DAC電容

3、陣列的影響。
　　其次，針對生物信號等頻率較低的輸入信號，本文提出使用時域旁路邏輯控制的方式直接跳過不必要的轉(zhuǎn)換周期。并針對壓控延遲線的輸出設(shè)計了一種能夠?qū)r域信號進行檢測的時域閾值檢測模塊。這個模塊將根據(jù)壓控延遲線的輸出判斷能否將中間的轉(zhuǎn)換位旁路。
　　再次，針對上述的檢測模塊的PVT變化和比較器雙精度模式失調(diào)電壓不同的問題，本文提出一種利用復(fù)位階段進行校準的方案。通過校準時域閾值檢測模塊的延遲單元，能夠同時校準檢測模塊的