A 2.5 V 109 dB DR ΔΣ ADC for Audio Application : A 2.5 V 109 dB DR ΔΣ ADC for Audio Application
A 2.5 V 109 dB DR ΔΣ ADC for Audio Application
- 주제(키워드) ADC , 델타-시그마 변환기 , Dynamic element matching , Chopper stabilization
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 안길초
- 발행년도 2011
- 학위수여년월 2011. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000046418
- 저작권 서강대학교의 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약
본 논문에서는 2.5 V 전원 전압을 사용하는 오디오용 입력 feed-forward 델타-시그마 A/D 변환기 (Analog-to-Digital Converter : ADC)를 제안한다. 제안하는 A/D 변환기는 단일, 2차 루프를 구성하여 전체 회로의 안정성을 보장하고 아날로그 회로의 설계 조건을 완화하였다. 9-레벨 D/A 변환기 (Digital-to-Analog Converter : DAC) 커패시터의 비선형성을 주파수 평면에서 잡음 변형하여 전체 선형성을 향상시키기 위한 목적으로 DEM (Dynamic Element Matching) 기법을 첫 번째 적분기에 사용하였다. 오디오 대역폭에서 성능을 제한하는 flicker 잡음에 대한 영향을 줄이기 위해 CHS (CHopper Stabilization technique) 기법을 사용하였다. 65nm 1-poly 8-metal CMOS 공정으로 제작 된 시제품 델타-시그마 A/D 변환기는 0.747 mm2의 면적을 차지하며 24 kHz의 신호 대역폭에서 109 dB의 DR (Dynamic Range), 85.4 dB의 SNR (Signal-to-Noise Ratio)을 달성하였고, 2.5 V 전원 전압에서 14.75 mW의 전력을 소모 한다.
more초록/요약
This paper proposes a 2.5 V input feed-forward delta-sigma analog-to-digital (A/D) converter for audio application. The proposed A/D converter employs a second-order single-loop architecture to guarantee the stability of the modulator and relax the requirement of the analog components. A 9-level quantizer with a tree-structured dynamic element matching (DEM) was employed to improve the linearity by shaping the distortion resulted from the capacitor mismatch of feedback digital-to-analog (D/A) converter. A chopper stabilization technique (CHS) is used in the first integrator to reduce the effect of the flicker noise in the signal bandwidth. The prototype delta-sigma modulator implemented in a 65 nm 1-poly 8-metal CMOS process occupies 0.747 mm2 and achieves 109 dB dynamic range (DR), 85.4 dB signal-to-noise ratio (SNR) in a 24 kHz audio signal bandwidth, while consuming 14.75 mW from a 2.5 V supply.
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