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【24h】

A 10-kS/s 625-Hz-Bandwidth 65-dB SNDR Second-Order Noise-Shaping SAR ADC for Biomedical Sensor Applications

机译：一种10-KS / S 625-Hz带宽65-DB SNDR二阶噪声整形SAR ADC，用于生物医学传感器应用

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摘要

This paper introduces a low-power noise-shaping SAR ADC which is suitable for biomedical sensor applications. In this ADC, a low power consumption and area-efficient integrator is proposed, which is comprised of several switches, replica capacitors and a dynamic amplifier (DA). With a mode control logic circuit, the comparator in the ADC is reused as an amplifier for three times (three amplification phases) in a single conversion period to save area and power consumption. With the introduction of the first amplification phase, the additional capacitance can be greatly reduced without increasing overall kT/C noise. The second and third amplification phases decouple NTF zeros from the attenuation factor, allowing further area reduction. The comparator in amplification mode is designed more robust than prior arts. Fabricated in 0.18 mu m CMOS process, the prototype ADC has a 7-bit DAC and occupies a core area of 0.12mm(2). Operating at 10kS/s, it consumes 90nW from a 1-V supply. At an OSR of 8, the SAR ADC achieves 65dB SNDR resulting in a FoMs of 163.5dB, and a FoM(w) of 50fJ/conv.-step.
机译：本文介绍了一种低功耗噪声整形SAR ADC，适用于生物医学传感器应用。在该ADC中，提出了一种低功耗和区域高效的集成器，其包括多个开关，复制电容器和动态放大器（DA）。利用模式控制逻辑电路，在单个转换期间将ADC中的比较器作为放大器重复使用三次（三个放大阶段），以节省区域和功耗。随着第一放大阶段的引入，可以大大减少附加电容而不增加整体kt / c噪声。第二和第三扩增阶段从衰减系数脱离NTF零，允许进一步降低区域。放大模式中的比较器比现有技术更强大。在0.18μmCCOS过程中制造，原型ADC具有7位DAC，占据0.12mm（2）的核心区域。在10KS / s处运行，它从1V电源消耗90nW。在80S的OSR处，SAR ADC实现了65dB的SNDR，导致163.5db的FOM，以及50fj / conv.步的FOM（w）。

著录项

  • 来源
    《IEEE sensors journal》 |2020年第23期|13881-13891|共11页
  • 作者

    Hu Jin; Li Dengquan; Liu Maliang; Zhu Zhangming;

  • 作者单位

    Xidian Univ Sch Microelect Shaanxi Key Lab Integrated Circuits & Syst Xian 710071 Peoples R China;

    Xidian Univ Sch Microelect Shaanxi Key Lab Integrated Circuits & Syst Xian 710071 Peoples R China;

    Xidian Univ Sch Microelect Shaanxi Key Lab Integrated Circuits & Syst Xian 710071 Peoples R China;

    Xidian Univ Sch Microelect Shaanxi Key Lab Integrated Circuits & Syst Xian 710071 Peoples R China;

  • 收录信息
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    Biomedical sensor applications; SAR ADC; low area and power consumption; reused comparator;

    机译：生物医学传感器应用;SAR ADC;低区域和功耗;重复使用比较器;

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