Un convertidor analógico-digital en cascada eficiente en energía con un conversor digital-analógico lineal de 1 bit incorporado
Autores: Wan, Peiyuan; Su, Limei; Zhang, Hongda; Chen, Zhijie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Invertir
FADAC
Convertidor analógico digital en cascada
Eficiente en energía
Alta resolución
CMOS
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Un convertidor digital-analógico de 1 bit de inversión de ganancia unitaria (FADAC), sin ningún problema de emparejamiento de capacitores, se propone como la etapa de entrada frontal en un convertidor analógico-digital (ADC) en cascada, permitiendo que la amplitud de la señal de entrada se duplique. Esta gran amplitud de entrada, junto con el gran factor de realimentación inherente (idealmente = 1) del FADAC propuesto, permite un diseño de ADC en cascada de alta resolución y bajo voltaje eficiente en energía. El FADAC de 1 bit se explota en un ADC en cascada sin SHA y compartiendo amplificador operacional, mostrando una resolución de 12 bits con una amplitud de entrada de 1.8 Vpp bajo una fuente de alimentación de 1.1 V. Fabricado en un proceso CMOS de 0.13 um, el ADC prototipo logra una relación señal-ruido más distorsión (SNDR) medida de 66.4 dB y un rango dinámico libre de espurias (SFDR) de 76.7 dB a una velocidad de muestreo de 20 MS/s. El ADC disipa 5.2 mW de potencia y ocupa un área activa de 0.44 mm. La no linealidad diferencial medida (DNL) es de +0.72/-0.52 bits menos significativos (LSB) y la no linealidad integral (INL) es de +0.84/-0.75 LSB en una entrada sinusoidal de 3 MHz.
Descripción
Un convertidor digital-analógico de 1 bit de inversión de ganancia unitaria (FADAC), sin ningún problema de emparejamiento de capacitores, se propone como la etapa de entrada frontal en un convertidor analógico-digital (ADC) en cascada, permitiendo que la amplitud de la señal de entrada se duplique. Esta gran amplitud de entrada, junto con el gran factor de realimentación inherente (idealmente = 1) del FADAC propuesto, permite un diseño de ADC en cascada de alta resolución y bajo voltaje eficiente en energía. El FADAC de 1 bit se explota en un ADC en cascada sin SHA y compartiendo amplificador operacional, mostrando una resolución de 12 bits con una amplitud de entrada de 1.8 Vpp bajo una fuente de alimentación de 1.1 V. Fabricado en un proceso CMOS de 0.13 um, el ADC prototipo logra una relación señal-ruido más distorsión (SNDR) medida de 66.4 dB y un rango dinámico libre de espurias (SFDR) de 76.7 dB a una velocidad de muestreo de 20 MS/s. El ADC disipa 5.2 mW de potencia y ocupa un área activa de 0.44 mm. La no linealidad diferencial medida (DNL) es de +0.72/-0.52 bits menos significativos (LSB) y la no linealidad integral (INL) es de +0.84/-0.75 LSB en una entrada sinusoidal de 3 MHz.