Imec和瑞薩電子推出創新型SAR-ADC
2012-05-13 21:49:27 本站原創SAR ADC具有能效高和外形小巧的特點，從而讓該架構對各種無線應用都極具吸引力。SAR ADC是那些具有中等分辨率和采樣頻率的應用的首選架構。然而，符合新一代高帶寬標準（如LTE-advanced和新一代Wi-Fi）要求的無線接收器需要速度更高的ADC。這種新型SAR ADC架構由imec和瑞薩電子合作開發而成，滿足了對更快速的小型低功耗ADC的需求。新推出的ADC是一款超低功耗（1.7mW）、高分辨率（11位）、全動態、兩步式交織流水線SAR ADC，在高達250Msps的采樣速率下實現了創紀錄的高能效 - 每轉換步10fJ。它大幅提升了速率和采樣頻率，比現有的高級ADC IP模塊均高一個數量級。
這是通過基于imec先前的創新型ADC設計的新型轉換器架構實現的，巧妙地抓住了現代高級CMOS技術創造的機遇。設計采用全動態電路，這樣功耗就與采樣頻率呈線性變化關系，最大限度地實現了數字化，比較器是僅有的模擬模塊。
ADC原型采用40nm CMOS工藝制造而成，核心芯片面積為0.066平方毫米。測量顯示DNL（微分直線型誤差）和INL（積分直線型誤差）分別為0.8/-0.5和1.1/-1.5 LSB。動態性能表現為在10Msps的速率下實現了62dB的SNDR（10.0 ENOB），而在高達250Msps的采樣速率下則能保持9.5 ENOB的水平。功耗為6.9pJ/轉換（70µW@10Msps和1.7mW@250Msps），從而實現了每轉換步7~10fJ的高能效。
在ISSCC上，imec和瑞薩電子還推出了一種連接ADC架構與整個無線電架構的新方法。為了提高整個接收器系統的能效和避免電壓型ADC系統內的大型輸入電容器帶來的問題，利用3.2-51.2mSiemens電流型可變增益跨導器（VGA）來驅動電荷型SAR ADC，而不會產生多余的消耗，大幅降低整個系統的總功耗降。采用40nm CMOS工藝制造而成的10位10-80Msps VGA-ADC在達到70dB的動態范圍的同時，實現了5.45mA以下的低電流（在1.1V的電源電壓下）。
