可穿戴脑电监测系统的低功耗逐次逼近型模数转换器设计

作者：潘梓忱; 姚剑敏; 严群

来源：仪表技术, 2023, (06): 5-42.

DOI：10.19432/j.cnki.issn1006-2394.2023.06.018

• 脑电信号
• 低功耗
• 逐次逼近寄存器
• 模数转换器
• 单调开关切换

基于TSMC 180 nm芯片工艺，设计了一个用于可穿戴脑电监测的10位低功耗逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)。为了有效降低DAC电容阵列的切换功耗，采用新型差分DAC电容阵列，并使用单调开关切换方式。比较器采用两级动态比较器，在提高效率的同时也降低功耗及噪声。针对脑电信号的特点，采用栅压自举开关实现高线性的采样。后仿真结果表明：在1.8 V供电电压、40 kS/s采样率下，这款SAR ADC的功耗仅为2.4μW,其有效位数(ENOB)为9.68 bit,无杂散动态范围(SFDR)为70.6 dB,优值为73.1 fJ/(conv-step),设计的SAR ADC适用于可穿戴脑电监测设备。