A 1.1 V ΔΣ ADC for Sensor Applications Using SAR Type Quantizer and Integrating-DAC
- 주제(키워드) Delta-sigma modulator , feed-forward , successive approximation analog-to-digital converter , integrating-DAC
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 안길초
- 발행년도 2013
- 학위수여년월 2013. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000049332
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약
본 논문에서는 센서 응용분야에 적합한 저 왜곡 멀티비트 델타-시그마 A/D 변환기 (analog-to-digital converter : ADC)를 제안한다. 제안하는 A/D 변환기는 64의 oversampling ratio (OSR)에서 2차의 입력 feed-forward 구조와 4-비트의 양자화기를 사용한다. 양자화기로는 4-비트 비동기식 successive-approximation resistor (SAR) 구조를 사용하여 가산 동작 및 양자화 동작을 함께 수행하고 가산 증폭기를 제거함으로써 전력 소모를 감소시켰다. 피드백 D/A 변환기 (digital-to-analog converter : DAC)를 구성하는 커패시터 부정합에 의한 왜곡을 감소시키기 위해서 적분형 DAC (integrating-DAC)를 사용하였다. 5 kHz의 신호 대역폭에서 1 kHz의 입력 신호에 대하여 82 dB의 dynamic range (DR)와 77.9 dB의 signal-to-noise and distortion ratio (SNDR), 92.9 dB의 spurious-free dynamic range (SFDR), -93.9 dB 의 total harmonic distortion (THD)을 나타내며, 1.1 V 전원 전압에서 0.5 mW의 전력을 소모 한다. 제안된 델타-시그마 A/D 변환기 시제품은 45 nm CMOS 공정에서 0.235mm2 의 면적을 차지한다.
more초록/요약
A low-distortion multi-bit delta-sigma analog-to-digital convertor (ADC) architecture suitable for sensor applications is presented. The ADC uses second order input feed-forward architecture and 4-bit quantizer with oversampling ratio (OSR) of 64. An asynchronous successive approximation resistor (SAR) type quantizer with summing operation is employed to reduce power consumption by eliminating the active summing amplifier. In order to reduce the distortion resulted from the capacitor mismatch of the feedback digital-to-analog converter (DAC), integrating-DAC is used. The modulator achieves 82 dB dynamic range (DR) and 77.9 dB peak signal-to-noise and distortion ratio (SNDR) in a 5 kHz signal bandwidth and a spurious-free dynamic range (SFDR) of 92.9 dB and a total harmonic distortion (THD) of -93.9 dB with a 1 kHz input signal. The total power consumption of the modulator is 0.5 mW from a 1.1 V supply. The prototype occupies 0.235 mm2 using a 45 nm CMOS technology.
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