一种面向音频应用的高精度三阶噪声整形SAR ADC设计

摘要

面向音频领域应用,提出了一种高精度三阶噪声整形（NS）逐次逼近型（SAR）模数转换器（ADC）设计.针对无源噪声整形电路因增益损失导致噪声整形效果恶化的问题,设计了一款级联积分前馈型（CIFF）有源噪声整形环路;为了减小积分电路的非线性对ADC产生影响,提出了一种主-辅双路高线性度源跟随器结构.通过该源跟随器将残差电压缓冲在积分电容上,最终实现了三阶噪声整形效果;同时为减小由于数模转换器（DAC）失配引起的非线性的影响,在电路中还采用了电容失配误差整形（MES）技术.该款ADC采用55 nm CMOS工艺实现,核心版图面积约为0.25 mm²,芯片后仿真结果表明:在40℃,1.8 V电源电压,采样频率为8 MS/s,带宽为125 kHz,功耗为10.83 mW时, ADC有效位数（ENOB）为15.14 bit,信噪失真比（SNDR）为92.92 dB,品质因子（FoM_S）为163.54 dB.

关键词

噪声整形SAR ADC / 源跟随器 / 电容堆叠 / ping-pong结构 / 失配误差整形