【摘 要】
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随着无线局域网的普及与物联网的发展,低成本低功耗的WIFI芯片具有广阔的市场前景。模数转换器作为WIFI接收机一部分,负责模拟前端到数字基带的信号转换,降低模数转换器功耗
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随着无线局域网的普及与物联网的发展,低成本低功耗的WIFI芯片具有广阔的市场前景。模数转换器作为WIFI接收机一部分,负责模拟前端到数字基带的信号转换,降低模数转换器功耗具有重要意义。本文首先介绍模数转换器的原理和性能参数,并针对各种主流模数转换器架构的优缺点进行分析总结,认为逐次逼近式转换器架构更能满足WIFI高速低功耗中高精度需求。本文再介绍、分析和总结逐次逼近式模数转换器高速低功耗相关技术,这些技术包括低功耗电容DAC切换方案,冗余位技术,高速低功耗比较器和异步SAR逻辑。然后本文基于系统指标要求,确定系统顶层架构和核心模块指标,给出包括自举开关、比较器、异步SAR逻辑和数字纠错逻辑在内的电路设计细节和仿真结果。对于参考源驱动电路,本文通过基于RC建立模型的系统方案优化降低驱动要求,并提出一种翻转电压跟随式参考源驱动电路,进一步降低系统功耗。最后本文给出了SAR ADC系统版图与后仿真结果。本设计基于TSMC 40nm 1P6M工艺实现一款高速低功耗SAR ADC。在输入频率为21.25MHz,幅度为1.4Vpp条件下,SNDR为58.2dB,SFDR为72.4dB,ADC核心部分功耗为1.42mW,系统总功耗为2.03mW,对应的只包含SAR ADC核心部分和包括参考源驱动电路的FoM分别为13.3 fJ/conversion-step和19.0 fJ/conversion-step。
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