高精度SAR ADC电容阵列设计及校准算法 |
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引用本文: | 金鹏展,丁晟,黄玮,朱樟明,居水荣.高精度SAR ADC电容阵列设计及校准算法[J].半导体技术,2023(11):1020-1029. |
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作者姓名: | 金鹏展 丁晟 黄玮 朱樟明 居水荣 |
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作者单位: | 1. 江南大学物联网工程学院;2. 江苏信息职业技术学院微电子学院;3. 西安电子科技大学集成电路学院 |
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基金项目: | 江苏省高等学校自然科学研究项目(19KJB510027);;江苏省“333工程”科研资助项目计划(BRA2020318); |
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摘 要: | 在高精度逐次逼近寄存器模数转换器(SAR ADC)中,电容阵列是SAR ADC的核心之一。电容阵列中的电容失配问题是导致转换精度降低的一个重要原因。为了尽可能改善这一问题,设计了一种6+6+6分段电容阵列,并且基于这种阵列设计了权重迭代算法的前台数字校准。该方法不需要额外的电容阵列,利用自身的电容阵列与比较器量化出电容失配,计算出每一位输出码的权重校准系数,用来对正常量化出的输出码进行编码,实现校准功能。仿真结果表明,引入电容失配的18 bit SAR ADC经过该算法校准后,信噪比(SNR)从77.6 dB提升到107.6 dB,无杂散动态范围(SFDR)从89.8 dB提升到125.6 dB,有效位数(ENOB)从12.54 bit提升到17.54 bit。在SMIC 0.18μm工艺下,该校准算法对高精度SAR ADC的动态性能具有较大提升。
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关 键 词: | 逐次逼近寄存器模数转换器(SAR ADC) 电容失配 电容阵列 校准 有效位数(ENOB) 信噪比(SNR) |
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