一种采用电容输入前馈和占空比循环跨导技术的低功耗跨导电容连续时间 ΔΣ ADC

《IEEE Journal of Solid-State Circuits》：A Low-Power G M-C-Based Continuous-Time ΔΣ ADC With Capacitive Input Feedforward and Duty-Cycled G M Technique

　　摘要：本文介绍了一种低功耗连续时间（CT）GM-C基ΔΣ模数转换器（ADC），该ADC采用电容输入前馈技术和占空比调节的GM技术，在增强线性度的同时保持了高能效。该ADC采用CT电容网络实现并发信号求和与量化，从而将输入信号前馈至量化器，减小了积分器输出摆幅，改善了宽输入范围内的线性度。占空比调节的GM技术通过自适应调节积分器放大器的跨导，扩展了其线性范围，同时保持了低噪声性能。该原型ADC采用180 nm CMOS工艺制造，在10 kHz带宽下实现了90.1 dB的信噪失真比（SNDR），功耗仅为9.7 μW。所提出的前馈架构在2.4 Vpp全量程输入下实现了线性工作，而占空比调节的GM技术使SNDR提升了6.4 dB。这些技术无需额外的有源电路，保持了有竞争力的能效，其Schreier品质因数（FoM）处于同类先进设计水平。该ADC在供电电压和温度变化下也表现出稳健的运行性能。