طراحی و شبیه‌سازی مبدل آنالوگ به دیجیتال لوله‌ای مبتنی بر مقایسه‌گر ولتاژ پایین

در این مقاله، یک مبدل آنالوگ به دیجیتال لوله‌ای مبتنی بر مقایسه‌گر ولتاژ پایین طراحی شده است. حذف تقویت‌کننده و جایگزین کردن آن به‌وسیله یک مقایسه‌گر و منبع جریان تأثیر زیادی در کاهش توان مصرفی و پیچیدگی طراحی داشته است. برای طبقه اول از یک دو برابرکننده بهره خازنی به‌عنوان MDAC استفاده شده است تا دقت لازم را برای ولتاژ خروجی طبقه اول فراهم آورد. به‌دلیل اثر بارگذاری طبقه دوم بر روی طبقه اول از یک MDAC با امپدانس ورودی بالا در طبقات بعدی استفاده شده است. استفاده از منبع جریان سری اصلاح‌شده در MDAC طبقات بعدی باعث شده تا به‌هنگام تغییر سیگنال ورودی، بالازدگی ناشی از تأخیر مقایسه‌گرها در کل محدوده سیگنال ورودی ثابت مانده و به حداقل مقدار خود رسیده و ازاین‌رو تأثیر زیادی در افزایش دقت ولتاژ باقی‌مانده در طبقات بعدی مبدل ایجاد نماید. این مبدل با استفاده از نرم‌افزار HSPICE در تکنولوژی nm90 سی‌ماس شبیه‌سازی شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که مقدار SNDR و SFDR به‌ترتیب برابر 56 دسی‌بل و 5/64 دسی‌بل در فرکانس نمونه‌برداری 25 مگاهرتز است. توان مصرفی این مبدل لوله‌ای 2 میلی‌وات با منبع تغذیه 1 ولت است.