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A 16-bit, ±10-V Input Range SAR ADC with a 5-V Supply Voltage and mixed-signal nonlinearity calibration

Chinese Journal of Electronics 2022年第4期31卷 690-697页

作者： LUO Hongrui ZHAO Xianlong JIAO Zihao ZHANG Jie WANG Xiaofei ZHANG Ruizhi ZHANG Hong School of Microelectronics Xi'an Jiaotong University Beijing Smartchip Microelectronics Company Limited

This paper presents a high-precision, successive approximation register(SAR) analog-to-digital converter(ADC) with resistive analog front-end for lowvoltage and wide input range applications. To suppress the serious nonlinearity brought by the voltage coefficients of analog front-end without deteriorating differential nonlinearity performance, a mixed-signal calibration scheme based on piecewise-linear method with calibration digital-to-analog converter is proposed. A compensation current is designed to sink or source from the reference to keep it independent of input signal, which greatly improves the linearity performance. Fabricated in a 0.5-μm CMOS process, the proposed ADC achieves 88-d B signalto-noise-and-distortion ratio and 103-d B spurious free dynamic range with 5-V supply voltage and 2.5-V reference voltage, and the total power consumption is 37.5 m W.

关键词： Wide input range Resistive scaling front-end mixed-signal nonlinearity calibration Precision Successive approximation register (SAR) Current compensation circuit

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