12 bit 100 MS/s Flash-SAR混合模数转换器设计

作者：田芮谦; 宋树祥^*; 赵媛; 岑明灿; 蔡超波; 蒋品群

来源：无线电工程, 2023, 53(06): 1421-1429.

• 逐次逼近
• 快闪型模数转换器
• 新型混合开关切换策略
• 预放大动态锁存比较器
• 异步时序

针对传统逐次逼近型模数转换器(Successive Approximation Register Analog-to-Digital Converter, SAR ADC)采样率和能量效率低等问题，设计了一款快闪型(Flash)与逐次逼近型(SAR)相结合的新型混合架构模数转换器。利用快闪型ADC一个时钟周期内可以转换出多个数字码的优势，提高了ADC的采样率。采用新型混合开关切换策略与分段电容阵列技术相结合提升了ADC的能量效率，减小了版图面积。同时，电路采用预放大动态锁存比较器以降低噪声和失调对ADC性能的影响。采用SMIC 0.11μm工艺后，仿真结果表明，在1.2 V的工作电压下，当采样速率为100 MS/s,输入信号频率为45.04 MHz时，输出信号的信号噪声失真比(Signal-to-Noise-and-Distortion Radio, SNDR)为69.26 dB,无杂散动态范围(Spurious-free Dynamic Range, SFDR)为82.10 dB,有效位数(Effective Numbers of Bits, ENOB)达到11.21 bit,功耗为5.72 mW,版图尺寸为380μm×110μm。

• 单位
  广西师范大学