資料介紹
模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(analog-to-digital converter,ADC)是片上系統(tǒng)(system-o n-chip,SoC)中必不可少的組成部分,常見的結(jié)構(gòu)類型有逐次逼近ADC、全并行ADC、流水線ADC等,其都是在模擬域通過直接將模擬輸入與基準(zhǔn)進(jìn)行比較的方式完成數(shù)字量化。隨著集成電路工藝尺寸減小到納米級,SoC電源電壓的不斷減小,特別在穿戴式、植入式的生物醫(yī)療電子方面,低電源電壓(≤0.5 V)的設(shè)計(jì)非常普遍。在低電源電壓下,受限于比較器的比較精度,直接完成對模擬輸入電壓的量化已十分困難。因此,如何解決供電電壓下降問題成為ADC設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。
模擬-時間-數(shù)字型( analog-time-digital,ATD)ADC將整個模/數(shù)轉(zhuǎn)換過程分為模擬/時間轉(zhuǎn)換(analog-to-time conversion.ATC)和時間—數(shù)字轉(zhuǎn)換( time-to-digital conversion.TDC)兩個階段進(jìn)行,可把模擬輸入信號轉(zhuǎn)換到時間域進(jìn)行量化。本文通過討論模擬/時間轉(zhuǎn)換和時間/數(shù)字轉(zhuǎn)換相結(jié)合的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器,分析基于電壓控制振蕩器(voltage controlled oscillator.VCO)的ADC、基于脈沖寬度調(diào)節(jié)(pulse width modulation.PWM)的ADC和基于時間延遲的ADC3 種結(jié)構(gòu)的工作原理、各自優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用方向,總結(jié)ATD型ADC的發(fā)展現(xiàn)狀,展望其在低壓低功耗SoC中的應(yīng)用前景。
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