A 14-bit 1-kS/s SAR ADC using Oversampling and CIC Filter

소면적 및 저전력 센서 응용을 위한 14-bit 1-kS/s 축차 근사 레지스터(SAR, Successive Approximation Register) 아날로그-디지털 변환기(ADC, Analog-to-Digital Converter)를 제안한다. 제안된 ADC는 128의 오버샘플링 비율(OSR, Oversampling Ratio)을 가지는 12-bit SAR ADC와 데시메이션을 위한 1차 구조의 CIC(cascaded integrator-comb) 필터로 구성된다. 아날로그 입력 신호는 12-bit 128-kS/s SAR ADC에 의해 12-bit의 디지털 신호로 변환된 다음, CIC 필터의 데시메이션 동작에 의해 1 kHz의 샘플링 비율을 가지는 14-bit 데이터로 변환된다. 12-bit SAR ADC는 1.8V 전원을 사용하는 180-nm CMOS 공정에 의해 구현되며, 1차 구조의 128의 데시메이션 비율을 가지는 CIC 필터는 FPGA를 통해 구현된다. 77 Hz의 주파수를 가지는 아날로그 입력 신호에 대해 12-bit 128-kS/s SAR ADC의 측정된 SNDR과 ENOB는 각각 72.09 dB과 11.67 bit이며, 제안된 1-kS/s SAR ADC는 128의 OSR과 CIC 필터의 적용을 통해 82.53 dB의 SNDR과 13.42 bit의 ENOB의 특성을 가진다.