跟着东说念主工智能、超高速无线、有线互联时刻的发展，面向GHz级带宽信号看管的高速模数解救器需求日益伏击。同期，先进的互补金属氧化物半导体工艺正向低电压、高集成度目的演进，传统依赖模拟放大器的模数解救器架构，在速率、功耗和工艺可膨胀性等方面面对挑战。因此，基于压控触动器的模数解救器（VCO-based ADC）凭借高度数字化、结构粗浅、适配先进工艺的上风，成为收尾高性能数据解救的重要时刻目的，但其使命频率难以龙套GHz级瓶颈，制约了进一步发展。
近日，中国科学时刻大学在高速VCO-based ADC芯片讨论方面获取发达。团队暴戾基于可复位环形压控触动器的新式模数解救器架构（R-RVCO-based ADC），收尾了最高2.5 GS/s采样速率的高性能数据解救，龙套了联系架构在高速诈欺中的瓶颈。
讨论团队从表面分析与架构策画起初，栽培了调解的举止级模子与噪声分析框架，对多类VCO-based ADC进行等效建模和噪声推导，揭示了制约VCO-based ADC采样速率提高的重要瓶颈。团队据此暴戾碎裂时辰开环R-RVCO-based ADC结构，通过在压控触动器里面引入差分传递特点，无需特别微分器即可扼制相位噪声积分效应，同期幸免奈奎斯特带内的量化噪声整形，使信噪比提高约3dB。
伸开剩余59%此外，开云该架构无需数字差分模块，提高了系统对触发器亚稳态的容忍度和举座鲁棒性。在电路收尾方面，团队暴戾了自合适重置时刻，收尾了压控触动器重置电压与触动摆幅的匹配；在粗量化器和细量化器均折柳引入动态开关缓冲结构与相位折叠时刻，以提高相位索要遵守并裁汰硬件支拨。该芯片基于22nm互补金属氧化物半导体工艺，中枢面积仅0.0022 mm2，守旧500 MS/s至2.5 GS/s的采样速率规模。在2 GS/s采样速率下，实测信噪失真比达到39.1 dB，Walden能效方针低至31.3 fJ/conv-step。
联系讨论效果发表在IEEE Journal of Solid-State Circuits上。
高速VCO-based ADC架构图与性能对比图
芯片图与测试遣散
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