Abstract
This paper presents a novel charge-redistribution successive-approximation register (SAR) analog-to-digital converter (ADC). The proposed ADC is based on a novel capacitive DAC switching scheme which employs unit capacitors for voltage sampling and charge redistribution. Compared with published capacitive DAC which uses the same unit size capacitor, the proposed DAC needs only 33% of the total switches. The proposed 8-bit SAR-ADC is designed in Global foundries 65nm CMOS process. SPICE simulation results show that the average switching energy can be reduced by more than 60% compared with published design. The simulated power consumption of the capacitive DAC is about 110 nW at 1.0 V power supply and 100KS/s. The simulated average power consumption of the ADC is about 2.8 μW
چکیده
این مقاله یک مبدل آنالوگ به دیجیتال تقریبات متوالی (ADC SAR) با توزیع مجدد بار ارائه میکند. مبدل آنالوگ به دیجیتال ارائه شده بر مبنای یک روش جدید سوئیچینگ DAC خازنی میباشد که خازنهای واحد را برای نمونه برداری از ولتاژ و توزیع مجدد شارژ به کار میبرد. DAC ارائه شده در مقایسه با DAC خازنی منتشر شده که که خازن واحدی با همان اندازه استفاده میکند، تنها به 33% از کل سوییچ ها نیاز دارد. مبدل 8 بیتی SAR ارائه شده در تکنولوژی 65nm CMOS شبیه سازی شده است. نتایج شبیه سازی SPICE نشان میدهد که در مقایسه با طراحی منتشر شده، انرژی متوسط سوئیچینگ میتواند تا بیش از 60% کاهش یابد. توان مصرفی در شبیه سازی DAC خازنی حدود 110 nW در ولتاژ تغذیه 1V و 100Ks/s میباشد. توان مصرفی متوسط در شبیه سازی ADC حدود 2.8µw است.
1-مقدمه
تمایل رو به رشد در بدست آوردن سیگنال های بیومدیکال با ولتاژ پایین، توان پایین و وسایل الکترونیکی کوچک شده عصر جدیدی در طراحی های ADC به وجود آورده است. برای ADC های بکار رفته در سیستم های بیومدیکال سرعت نمونه برداری میتواند پایین باشد و معمولا کمتر از 200Ks/S است [2]. رزولوشن متوسط و عموما بین 6 تا 10 بیت است [2]. در هر حال توان مصرفی و مساحت (سطح اشغال شده) این سیستم ها باید تا جای ممکن کوچک باشد...