시그마-델타 변조기용 완전 차동 스위치 커패시터 적분기 개발 (Development of the Fully-Differential Switched-Capacitor Integrator for the Sigma-Delta Modulator)

서지정보

· 발행기관 : 한국정보기술학회
· 수록지 정보 : 한국정보기술학회논문지 / 13권 / 9호 / 1 ~ 7페이지
· 저자명 : 최혁환, 임재환, 류지열

초록

본 논문은 3차 시그마-델타 변조기용 완전 차동 스위치 커패시터(SC, Switched-Capacitor) 적분기를 제안한다. 제안한 회로는 저전압 스위치 커패시터 회로를 위해 레일-레일 간 스위칭 동작을 허용하며, 기존 회로보다 더 우수한 총 고조파 왜곡 특성을 가진다. 이러한 회로는 통신 시스템의 오디오 코덱용의 고해상도 아날로그-디지털 변환 기능을 가진 2-1 캐스케이드 시그마-델타 변조기의 중요한 블록을 제공한다. 스위치 커패시터 적분기는 아날로그 회로는 1.8볼트 전원전압과 디지털 회로는 1.2볼트 전원전압에서 동작하며, TSMC 0.18µm 이중 폴리 및 삼중 금속 (2P3M) 표준 CMOS 공정으로 제작하였다. 본 연구에서 제안하는 적분기는 2mW의 적은 소비전력, 0.8×0.35mm2의 작은 칩 크기, 72dB의 우수한 직류 이득, 21.7V/ms의 슬루 율을 가지고, 55.2ns 이내에서 0.1%의 정확성을 가진 정착 시간 특성을 보였다.

영어초록

This paper presents fully-differential switched-capacitor (SC) integrator for the third-order Sigma-Delta (SD) modulator. The proposed circuit allows rail-to-rail switching operation for the low voltage SC circuit, and it has better total harmonic distortion than the conventional circuit. This circuit provides an important block for the 2-1 cascaded SD modulator with the high-resolution analog-to-digital conversion on audio codec in a communication system. The switched-capacitor integrator is fabricated using TSMC 0.18μm double-poly and triple-metal (2P3M) standard CMOS process with the operation voltage of 1.8V supply for analog circuits and 1.2V supply for digital circuits. The proposed integrator showed low power consumption of 2mW, small chip size of 0.8×0.35mm2, excellent DC gain of 72dB, settling time with accuracy of 0.1% within 55.2ns exhibiting a slew rate of 21.7V/ms.

참고자료

· 없음