用于CZT探测器前端的数字自校准SAR-ADC设计

作     者：刘伟 郭尚尚 商世广 Liu Wei;Guo Shangshang;Shang Shiguang

作者机构：西安邮电大学电子工程学院西安710121 

基　　金：陕西省自然科学基础研究计划(2020JM-583) 陕西省教育厅重点科学研究计划-协同创新项目(21JY039)资助 

出 版 物：《电子测量与仪器学报》 (Journal of Electronic Measurement and Instrumentation)

年 卷 期：2022年第36卷第9期

页      码：167-173页

摘      要：为了满足碲锌镉(CZT)探测器前端读出系统对模数转换器(ADC)的特殊需求,设计实现了一款12 bit 1.6 MS/s的前台数字自校准逐次逼近型(SAR)ADC。采用先校准后正常输出的工作方式以提高数据转换的实时性,校准模式下,SAR-ADC核心部分对差分斜坡输入电压注入低幅值扰动,再利用最小均方(LMS)自适应算法在数字域对亚二进制电容权重进行校准并固定;正常工作模式下,按照已经校准的权重值正常输出数字码。搭建数模混合仿真平台进行仿真验证,结果表明,当时钟信号频率为20 MHz,输入信号频率为239.1 kHz时,校准后与校准前相比,SAR-ADC的信噪失真比(signal-to-noise and distortion ratio, SNDR)由45.59 dB提升到了72.35 dB,有效位数(effective number of bit, ENOB)由7.28 bit提升到了11.73 bit, SAR-ADC性能明显提升,前端读出电路与SAR-ADC的联合线性度δ为-0.29%~0.34%,能够满足CZT探测器前端读出系统的使用需求。

主 题 词：探测器 模数转换器 校准 最小均方(LMS) 

学科分类：080903[080903] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.13382/j.jemi.B2104965

馆 藏 号：203115682...