一种具有1~128倍可变增益放大器的低功耗Sigma⁃Delta ADC

作     者：聂勇 吴旦昱 王丹丹 唐朝 吴霖真 Nie Yong;Wu Danyu;Wang Dandan;Tang Chao;Wu Linzhen

作者机构：中国科学院微电子研究所北京100029 

基　　金：山东省重点研发计划项目(2022CXGC010107) 

出 版 物：《半导体技术》 (Semiconductor Technology)

年 卷 期：2024年第49卷第5期

页      码：476-482页

摘      要：为满足传感器应用的低功耗需求,设计并实现了一种低功耗Sigma⁃Delta模数转换器(ADC)芯片。该ADC采用一阶全差分开关电容Sigma⁃Delta调制器,且集成了可编程增益放大器(PGA)和Bandgap;使用1.5 bit量化结构,相较于1 bit量化结构减小了3 dB的量化误差;使用优化的反馈电路,减小了电容失配引入的误差;PGA采用轨到轨的运放电路拓扑,增大了整个芯片的电压适应范围。基于180 nm CMOS工艺对该ADC进行了设计和流片。测试结果表明:该Sigma⁃Delta ADC在采样频率512 kHz、过采样率(OSR)为256时,峰值信噪谐波失真比(SNDR)和有效位数(ENOB)分别为75.29 dB和12.21 bit,芯片功耗仅为0.92 mW。芯片能在2.3~5.5 V宽电源电压范围内正常工作,可实现最大128 V/V的增益。适用于小型传感器的信号测量应用,可以满足小型传感器低功耗、高精度的需求。

主 题 词：模数转换器(ADC) 全差分开关电容器 Sigma⁃Delta调制器 1.5 bit量化 低功耗 可编程增益放大器(PGA) 

学科分类：080903[080903] 080902[080902] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 

D　O　I：10.13290/j.cnki.bdtjs.2024.05.010

馆 藏 号：203127407...