智慧起航，共创未来
高分辨率模数转换器广泛应用于传感器接口、音频测试、仪器仪表和工业控制等多个领域。这些模数转换器需要具备高线性度和高动态范围，同时还需尽可能实现低功耗设计。由于大多数模数转换器的参数是不可调的，他们只能应用于特定场景。然而，这些模数转换器在应用中的对带宽、精度和功耗的要求往往并不一致。因此，可配置模数转换器成为研究的重点。
最近，Zoom型模数转换器已被证明非常适合于可配置模数转换器。它们通过结合逐次逼近型模数转换器和Sigma-delta模数转换器的优点，实现了高精度和高能效。Zoom型模数转换器将环路滤波器的摆幅限制在由逐次逼近型模数转换器确定的参考电压范围内，降低了功耗。此外，该结构提高了环路滤波器的鲁棒性，为可配置设计提供了灵活的实现方式。
在这个新型架构的基础上，本文提出了一种12~16位的可配置Zoom型模数转换器。仅仅通过改变过采样率就可以实现精度的可配置。模数转换器可以配置为高精度模式（16位）、中精度模式（14位）和低精度模式（12位）。提出了一种极点优化的理论，在中精度和低分精度模式下改进模数转换器的信噪失真比。在中精度和低精度模式下，保持带外增益不变，优化系统极点的位置，从而提升噪声整形的效果，仿真显示分别能够优化3.2 dB和4.3 dB。在积分器中应用了一种基于浮动电容的电流饥饿型放大器，它的功耗远小于静态放大器。除此之外，仅仅通过调整浮动电容的大小就可以调整运放的增益和带宽，这使之非常适用于可配置模数转换器。因此，Zoom型模数转换器每种模式下都能实现较高的能效。
本文的创新点如下：
(1) 对于Zoom型模数转换器做了详细数学推导。
(2) 极点优化理论，保证带外增益不变情况下优化极点位置。
(3) 基于浮动电容的低功耗电流饥饿型放大器，低功耗且与模数转换器的可配置设计匹配。
高精度模式下，在电源电压为1.8 V情况下，模数转换器消耗241 μW的功率。在10 kHz的带宽范围内，能够达到95.7 dB的信噪失真比和97.2 dB的动态范围，FoM值达到了171.8 dB。中精度和低精度模式分别达到了82.4 dB和71.5 dB的信噪失真比。
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