基于可配置旁路窗口技术的低功耗SAR ADC设计OA

针对功耗有限的生理信号处理场景,设计了一种基于旁路窗口技术的低功耗逐次逼近型模数转换器(SAR ADC),提出了一种可配置、优值高、结构简单的旁路窗口实现方案,使该模数转换器在实现低功耗量化的同时,可适配更多种类的生理信号。电路采用桥接电容架构,将节能开关切换策略与旁路窗口逻辑相融合,并设计了与该ADC适配的低电压比较器。电路基于0.18μm CMOS工艺进行设计,后仿真结果显示:在旁路窗口触发状态下,当采样率为100 kS/s、输入信号速率为49.61 kS/s时,功耗由1.4μW降低至783 nW,有效位数(ENOB)达11.36位,优值(FoM)为3.37 fJ·conv^(-1)·step^(-1)。该研究提出的旁路窗口实现方式与电路架构,可在保障高转换精度的前提下显著降低SAR ADC功耗,相较于传统架构具备更优的能效比与场景适配性,为便携式生理信号采集设备的低功耗设计提供了一种可靠的解决方案。