A Continuous-Time Incremental ΣΔ ADC with Extended Counting Technique

Der Artikel präsentiert eine umfassende Untersuchung eines kontinuierlichen inkrementellen Sigma-Delta-ADC mit erweiterter Zähltechnik, wobei der Schwerpunkt auf dessen Design, Implementierung und Leistungsvorteilen liegt. Es beginnt mit der Diskussion über die wachsende Popularität inkrementeller Sigma-Delta-Modulatoren (ISDM) in Sensorausleseanwendungen wie biomedizinischen Schnittstellen und Audioaufzeichnungen aufgrund ihrer Anti-Aliasing-Filterfähigkeit und ihres Multiplexpotenzials. Der Artikel geht dann auf die Herausforderungen ein, die hohe Oversampling-Verhältnisse und Schleifenfilter hoher Ordnung mit sich bringen, und stellt mehrstufige Strukturen als Lösung zur Verbesserung von Auflösung und Effizienz vor. Unter diesen Strukturen wird die erweiterte Zähltechnik aufgrund ihrer Kosteneffizienz und ihrer vielfältigen Vorteile hervorgehoben, darunter der Eliminierung von Subtraktoren, einer besseren Nutzung des linearen Bereichs des zweiten Quantisierers und des unabhängigen Betriebs von Quantisierern. Der Artikel bietet eine gründliche Analyse der kontinuierlich ausgedehnten Zähltechnik, bietet Einblicke in ihre Schaltkreisimplementierung und schlägt eine Null-Ordnung-Hold-Methode (ZOH) zur Diskretisierung der kontinuierlichen Zeitintegration vor. Außerdem wird eine automatische Tuning-Schaltung eingeführt, um die PVT-Robustheit des Modulators zu erhöhen, und eine Ladungskompensationstechnik, um den Verstärkungsfehler in der zweiten Stufe des ADC zu verringern. Der Artikel schließt mit einer Diskussion der gemessenen Ergebnisse, die die hohe Präzision, den geringen Stromverbrauch und die Eignung des ADC für stromsparende Photostromerfassung und Mehrkanalanwendungen aufzeigen. Der Artikel vergleicht auch die Leistung des vorgeschlagenen ADC mit anderen häufig verwendeten ADCs in aktuellen Abtastsystemen, wobei der überlegene SNDR und die Abbildung des Verdienstes (FoM) hervorgehoben werden.