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文档简介

容量DACの寄生容量がSARADCの精度に与える影響の検討◎ヴミンコア,宮原正也,岡田健一,松澤昭東京工業大学大学院理工学研究科電子物理工学専攻発表内容研究背景SARADCの概要SARADCの課題まとめ2008/09/17K.Vu,TokyoTech.研究背景近年アナログデジタル混載システムの発達と共に、アナログ・デジタル変換器(ADC)の更なる高性能化が望まれている。逐次比較型ADC(SARADC)は容量DAC及び簡単なロジックで構成でき、低消費電力動作が可能なADCとして注目を浴びている。2008/09/17K.Vu,TokyoTech.SARADCの概要

メリット低消費電力入力範囲大高分解能

デメリット低速大面積SAR=SuccessiveApproximationRegisterb0=0b1=1b2=0b3=0b4=1b5=0VDACVIN時間UsingBinarySearchOUTPUTCODE=0100102008/09/17K.Vu,TokyoTech.SARADCの課題

Cuは最小の容量値

N=m+nmnトータル容量値N2-StageWeightedCapacitorDAC⇒小面積化2-StageWCDACは小面積だが、容量アレイの寄生容量により精度を劣化する恐れがある。N=10ビット⇒1024Cu

64Cu2008/09/17K.Vu,TokyoTech.寄生容量とDNL特性DNLはβ、m、nの関数で表され、αに依存しない

DNL＝微分非線形性DNL小さい方がADCの性能はよいαCβC2008/09/17K.Vu,TokyoTech.寄生容量とDNL特性β大

面積βが増加する⇒DNL特性が劣化する

mを大きくすることでDNLの劣化を抑制可能トータルの容量値の最小点は(m+n)/2

⇒精度と面積のトレードオフとなる面積最小点βCmDNLmax[LSB]β=1.0β=0.5β=0.12008/09/17K.Vu,TokyoTech.寄生容量とゲインエラー特性α大

αはADCの精度に影響を与えないαが増加する⇒DACの出力範囲小さくなる⇒コンパレータの感度に対する要求が厳しくなる

mを増加することでゲインエラーの劣化を抑制可能αCゲインエラー＝理想的な場合からずれた伝達関数の傾きmGainError[%]α=1.0α=0.5α=0.12008/09/17K.Vu,TokyoTech.まとめ寄生容量が2-StageWCDACの線形特性及びゲインエラー特性に与える影響について検討したLSBアレイに単位容量の0.5倍の寄生容量が付くと、DACのDNLは約0.5LSB劣化する。MSBアレイにおける寄生容量はADCの精度に直接影響を与えないが、DACの出力を小さくさせるためコンパレータの感度に対する要求を厳しくする。単位容量の0.5倍の寄生容量が付くと、約1.7%のゲインエラーが発生する。mを大きくすることによりDNLとゲインエラー特性を改善させることが可能であるが、容量面積を増えさせるため

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