A 1.8–65 fJ/Conv.-Step 64-dB SNDR Continuous- Time Level Crossing ADC Exploiting Dynamic Self-Biasing Comparators

比较器 符号 CMOS芯片 计算机科学 偏压 带宽(计算) 功率(物理) 电子工程 算法 数学 电压 电气工程 工程类 算术 物理 电信 量子力学
作者
Martijn Timmermans,Kyle van Oosterhout,Marco Fattori,Pieter Harpe,Yao‐Hong Liu,Eugenio Cantatore
出处
期刊:IEEE Journal of Solid-state Circuits [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:59 (4): 1194-1203
标识
DOI:10.1109/jssc.2024.3352735
摘要

This work presents a power-efficient level crossing (LC) ADC designed to digitize sparse signals. It uses dynamically self-biased comparators, which require minimal current when the input voltage is far from a decision threshold. It also uses a DAC architecture which avoids the signal attenuation commonly present in prior LC ADC works, improving the achievable SNDR. The prototype is designed and implemented in a 65-nm CMOS technology, and occupies an area of 0.0045 mm2. In a 20 kHz bandwidth, the LC-ADC achieves a 64 dB SNDR. Thanks to the proposed techniques a power efficiency of up to 1.8 fJ/conv.-step is achieved for sinusoidal inputs. For sparse biopotential signals, a FoMW as low as 0.9 fJ/conv.-step was measured. This makes the prototype interesting for e.g., biomedical applications that make use of spike-based processing.
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