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Analog-to-Digital Converters: Digitizing the Analog World

机译：模数转换器：数字化模拟世界

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Challenges in analog-to-digital (A/D) conversion for future scaled complementary metal–oxide–semiconductor (CMOS) technologies are investigated. The analysis of a figure of merit (FOM) that accounts for energy per conversion step indicates that op-amps are one of the most significant performance bottlenecks. New mixed-signal circuit architectures, which are more suitable for A/D conversion in scaled CMOS technologies and are more energy efficient than traditional architectures, are described. These circuits sense the crossing of virtual ground with comparators or zero-crossing detectors instead of forcing the virtual ground with op-amps. The FOM derivations for the comparator and zero-crossing based circuits indicate potentially a large improvement over traditional op-amp based circuits. The designs and experimental results of analog-to-digital converters based on a prototype comparator and zero-crossing are discussed in detail.
机译：研究了未来规模化互补金属氧化物半导体（CMOS）技术在模数（A / D）转换中所面临的挑战。对品质因数（FOM）的分析（占转换的每个步骤的能量）表明，运算放大器是最重要的性能瓶颈之一。描述了新的混合信号电路架构，该架构比传统架构更适合于按比例缩放CMOS技术中的A / D转换，并且具有更高的能源效率。这些电路通过比较器或过零检测器来检测虚拟地的交叉，而不是通过运算放大器来强制虚拟地。比较器和基于零交叉的电路的FOM推导表明，与传统的基于运算放大器的电路相比，可能有很大的改进。详细讨论了基于原型比较器和过零的模数转换器的设计和实验结果。

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