- gm1的功耗为64uA*2, gm2的功耗为64uA*2, gainBoost功耗32uA*2, RRL功耗64uA, 偏置功耗32uA,CMFB功耗64uA,总计480uA
- 12倍增益,7MHz带宽,采样后的PGA等效噪声4uVRMS,建立精度10uV以上,较小较激进miller电容3pF*2, 总负载电容6pF*2
- 使用3pF的miller电容比较小(2461=11pF, 58600=1.72pF!!),前提是足够的Anti-Aliasing-Filter,但是这会恶化settling,如果core在1.8V工作且共模恒定,DynamicLPF引入的chargeInjection和settling Error或可期望为稳定的线性误差
- 电路实现方式,互补gm1+ 30dB gainBoost,恒流推挽gm2 gainBost, RRL, Dynamic Filter, Continues CMFB
简化计算,这里2/3是PGA贡献的的部分,3是负载管/输出级/寄生电容Beta系数再加上LPF抑制后的系数;0.5是SINC1对应的系数;
Vn,RMS2×32→CcCc=CcKT×3×OSR1×0.5=(5×10−6)2×2/3×1281.38×10−23×300×3×0.5=2.91pF
2M采样速率得到可用的建立时间
tsettle=0.5/fs=0.5/2MHz=250ns
ADC有8个通道,全部转换完的速率是2KSPS,那么单个通道的速率是
ODR=fs/2000/8=125SPS
系统的输出噪声指标为5~7uVRMS,SINC的等效噪声带宽(热噪声),暂定为SINC1=0.5*ODR,那么在滤波前的ADC等效输入噪声为
VnRMS,ADC=5uV/0.5×ODR=79uV
建立精度10uV, FS按照600mV去计算,那么tau和bandwdith分别是
τ=tsettle/ln0.610×10−6
BW=tsettle/ln0.610×10−6=7MHz
56uVRMS噪声中,2/3的由PGA贡献,假设RMS噪声是KT/CC的3倍(KT/CC是gm和CC算出来的,如果加上负载管和输出级的噪声,即使LPF后页应该也3倍以上)
Cc=Vn,RMS,ADC2×32KT×3=(4uV)2KT×3=2.98≈3pF
12倍PGA贡献4uVRMS的噪声,ADC贡献10uVRMS的噪声,那么总噪声可以满足5~7uV
42+(1210)2=4.08uV
按照G=12倍的增益,由反馈计算GBW,得到
GBW=G+11BW=7MHz×13=91MHz
接着根据Cc和GBW,可以单个输入管的gm
gm1=2π×Cc×GBW
gmid=15,再加上nmos/pmos互补输入,那么等效gmid=30,得到单个输入管的功耗是
Igm1=gm1/30≈64uA
由此去分析功耗,输出级如果驱动的总电容6pF,那么输出级电流10uA,实际肯定不行,按照64uA一路来做吧
Igm2=β×Igm1×3×CcCL=131×64×36≈10uA
gainBoot功耗按照32uA*2计算,RRL按照64uA计算,偏置功耗按照64uA功耗计算,CMFB也按照32uA,那么总的电流
Itotal=2Igm1+2Igm2+2IgainBoost+IRRL+Ibias+ICMFB=128+128+64+32+64+64=480uA