一种基于时间域的4倍插值高能效Flash ADC
DOI:
作者:
作者单位:

(模拟集成电路国家级重点实验室, 重庆 400060; 中国电子科技集团公司 第二十四研究所, 重庆 400060)

作者简介:

刘建伟(1985—), 男(汉族),湖北广水人,博士,从事模拟/数字混合信号集成电路设计工作。

通讯作者:

中图分类号:

TN792

基金项目:

模拟集成电路国家级重点实验室基金资助项目(6142802190101)


A High Power Efficient Flash ADC Based on 4 Fold Time-Domain Interpolation
Author:
Affiliation:

( National Laboratory of Science and Technology on Analog Integrated Circuit, Chongqing 400060, P. R. China; The 24th Research Institute of China Electronics Technology Group Corp., Chongqing 400060, P. R. China)

Fund Project:

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    摘要:

    采用65 nm CMOS工艺,基于时间域4倍插值技术,设计了一款6位3.4 GS/s Flash ADC。该插值技术可以将N位Flash ADC的比较器数量从传统的2N-1减少到2N-2。与传统插值技术不同,该技术利用简单的SR锁存器有效地实现了4倍插值因子,而无需额外的时钟和校准硬件开销,在插值阶段只需要校准2N-2个比较器的失调电压。在不同的工艺角、电源电压和温度(PVT)下,SR锁存器中的失调电压不超过±0.5 LSB。该ADC的采样频率达到3.4 GS/s,其在Nyquist输入时的ENOB达到5.4位,在1 V电源下消耗12.6 mW的功耗,其Walden FoM值为89 fJ/(conv·step)。

    Abstract:

    A 6-bit 3.4 GS/s flash ADC was designed in a 65 nm CMOS process based on the 4 fold time-domain interpolation technique which allowed the reduction of the number of comparators from the conventional 2N-1 to 2N-2 in a N-bit flash ADC. The proposed scheme achieved effectively a 4 fold interpolation factor with simple SR-latches without extra clocking and calibration hardware overhead in the interpolated stage, where only offset between the 2N-2 comparators needed to be calibrated. The offset in SR-latches was within ±0.5 LSB in the reported ADC under a wide range of process, voltage supply, and temperature (PVT). The prototype achieved 3.4 GS/s sampling frequency with 5.4 bit ENOB at Nyquist and consumed 12.6 mW power at 1 V supply, yielding a Walden FoM of 89 fJ/(conv·step).

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  • 收稿日期:2021-06-15
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  • 在线发布日期: 2022-09-19
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