In touch integrated circuit (IC) application, analog-to-digital converter (ADC) plays an important role as a readout stage. Noise shaping (NS) successive approximation register (SAR) ADC is one of the most fitting choices in this application, thanks to its sensor-friendly properties. To enhance the resolution of the NS SAR, multi-stage noise shaping (MASH) architecture is implemented. However, MASH architecture suffers from quantization noise leakage due to mismatches, which are unavoidable in practice. In this article, Robust MASH (R-MASH) architecture is proposed to alleviate the quantization noise leakage. Unlike conventional MASH, the proposed R-MASH architecture shapes the inter-stage quantization noise. As a result, R-MASH attains stability in terms of resolution. The proposed architecture operates with a sampling rate of 16MS/s with an OSR of 16. Ideal performance is simulated in both DSM mode and incremental mode. In DSM mode, the result shows an effective number of bits (ENOB) of 16.35 bits, signal-to-noise-and-distortion-ratio (SNDR) of 100.22dB, and spurious-free dynamic range (SFDR) of 106.26dB. In incremental mode, which is for the ADC in sensor application, the simulation result shows ENOB of 15.25 bits, SNDR of 93.56dB, and SFDR of 102.36dB.
터치 센서에서 아날로그 디지털 변환기는 정보 해독단으로서 중요한 역할을 한다. 잡음 정형 축차 비교형 아날로그 디지털 변환기가 이러한 응용에 적합한 구조 중 하나가 될 수 있는 것은 그것이 가진 센서의 친화적인 특성 때문이다. 잡음 정형 축차 비교형 아날로그 디지털 변환기의 해상도를 더욱 높이기 위한 방법으로 다단 잡음 정형 구조가 자주 채용된다. 하지만, 다단 잡음 정형 구조는 양자화 잡음 누설 현상 인한 문제가 있다. 해당 논문에서는 양자화 잡음 누설 현상을 완화하는 기술을 제안한다. 다단 잡음 정형 구조와 다르게, 제안된 구조에서는 각 단 간의 양자화 잡음을 정형한다. 결과적으로, 견고 다단 잡음 정형 구조는 해상도의 측면에서 안정성을 높인다. 제안된 구조는 16MS/s의 샘플링 속도와 16의 과도 샘플링 비율을 가진다. 델타-시그마 모드와 증분 모드, 총 두 가지 경우에 대해 이상적인 성능을 시뮬레이션 하였다. 델타-시그마 모드에서는 16.35 bits의 ENOB, 100.22dB의 SNDR, 그리고 106.26dB의 SFDR을 보였다. 센서 응용을 위한 증분 모드에서는 15.25 bits의 ENOB, 93.56dB의 SNDR, 그리고 102.36dB의 SFDR을 보였다.
