9V)

第五章量測結果

電壓為 0. 9V)

圖4-5 為在 TT, 0.9v, 25℃、取樣點數為 4096 點、時脈頻率 210KHz、輸入約為-0.07dBFS, 1KHz 正弦波訊號時的頻譜分析圖，由此模擬我們可以算出訊號對雜訊諧波比(Signal to noise and distortion ratio, SNDR)為 71.4dB，因此可以計算出有效位元(Effective number of bits, ENOB)約為 11.56 位元。接

著我們模擬以不同條件下之效能分析，表 4-1 為角模擬(Corner simulation) 的結果。

圖4- 5 TT, 0.9v, 25℃時之頻譜分析圖表4- 4 角模擬(供應電壓為 0.9V)

Process corner SNDR(dB) ENOB(bit)

TT, 0.9V, 25℃ 71.4 11.56

FF, 0.9V, 25℃ 68.5 11.09

FS, 0.9V, 25℃ 68.6 11.11

SF, 0.9V, 25℃ 71.3 11.55

SS, 0.9V, 25℃ 70.2 11.37

表 4-5 為以不同之輸入頻率模擬所得到之 SNDR，用此一數據作成圖 4-6，並且觀察可發現在將近取樣頻率一半時，其 SNDR 仍有不錯的表現，

故此設計之有效解析度頻寬(Effective resolution bandwidth, ERBW)可達到

0 2000 4000 6000 7500

-100 -80 -60 -40 -20 0

Frequency(Hz)

P o w er S p ec tr al D ens ity (dBFS /bi n )

Corner : TT VDD : 0.9v Fs : 15KS/s SNDR: 71.4 dB 4096 points FFT

表4- 5 不同輸入頻率之 SNDR(供應電壓為 0.9V)

Fin (Hz) SNDR (dB) ENOB (bit)

1k 71.4 11.56

2k 69.5 11.25

4k 69.3 11.21

6k 69.4 11.24

7.5k 69.3 11.23

1 2 3 4 5 6 7 7.5

0 10 20 30 40 50 60 70

Clock Frequency (KHz)

SNDR ( dB)

圖4- 6 不同輸入頻率與 SNDR 的關係(供應電壓為 0.9V)

4.2.2 功率消耗(Power dissipation)

圖 4-7 為模擬各部分供應電壓對於每個 code 之消耗功率，從圖中可發現類比部分為主要消耗功率，而在此由於 Vin 所消耗的功率太小，故忽略 其功率消耗。圖4-8 為 ADC 總消耗功率，計算出輸出碼從 0 至 4095 所消耗之功率取其平均，平均功率約為3.49 μW。表 4-6 為各部分供應電壓所消耗功率之平均表。

0 1000 2000 3000 4000 0

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

Output code

Po we r(

W)

AVDD

DVDD Vref

圖4- 7 ADC 各部分電壓所消耗之功率(供應電壓 0.9V)

0 1000 2000 3000 4000

2.5 3 3.5 4

Output code

Po we r(

W)

表4- 6 ADC 各部分電壓所消耗之平均功率(供應電壓為 0.9V) Mean power (μW)

P(AVDD) 3.28 P(DVDD) 0.16 P(Vref) 0.04 Total power 3.49

4.3 供應電壓為 0.55V 之模擬結果

圖4-9 為在 TT, 0.55v, 25℃、取樣點數為 512 點、時脈頻率 14KHz、輸入約為-0.36dBFS, 100Hz 正弦波訊號時的頻譜分析圖，由此模擬我們可以算出訊號對雜訊諧波比(Signal to noise and distortion ratio, SNDR)為 57.5dB，因此可以計算出有效位元(Effective number of bits, ENOB)約為 9.26 位元。表 4-7 為各種角模擬(Corner simulation)的結果。

0 100 200 300 400 500

-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0

Frequency(Hz)

P o w e r S pect ral D ensi ty( dBFS/ bi n)

圖4- 9 TT, 0.55v, 25℃時之頻譜分析圖 Corner : TT VDD : 0.55v Fs : 1KS/s SNDR: 57.5 dB 512 points FFT

表4- 7 角模擬(供應電壓為 0.55V)

Process corner SNDR(dB) ENOB(bit)

TT, 0.55V, 25℃ 57.5 9.26

FF, 0.55V, 25℃ 41.23 6.55

FS, 0.55V, 25℃ 47.28 7.56

SF, 0.55V, 25℃ 57.89 9.32

SS, 0.55V, 25℃ 41.37 6.58

表 4-8 為以不同之輸入頻率模擬所得到之 SNDR，用此一數據作成圖 4-10，並且觀察可發現在將近取樣頻率一半時，其 SNDR 仍有不錯的表現，

故此設計之有效解析度頻寬(Effective resolution bandwidth, ERBW)可達到 Nyquist frequency。

表4- 8 不同輸入頻率之 SNDR(供應電壓為 0.55V)

Fin (Hz) SNDR (dB) ENOB (bit)

100 57.5 9.26 300 57.1 9.19 500 57.1 9.19

100 0 200 300 400 500

10 20 30 40 50 60

SND R ( d B)

圖4-11 為模擬各部分供應電壓對於每個 code 之消耗功率，從圖中可發現類比部分為主要消耗功率，並且只消耗 41.33nW ，總功率消耗為 45.78nW。表 4-9 為各部分供應電壓所消耗功率之平均表。

0 1000 2000 3000 4000

0 10 20 30 40 50

Output code

P o w e r(n W )

Vref

DVDD AVDD

Mean power

圖4- 11 ADC 各部分電壓所消耗之功率(供應電壓為 0.55V)

表4- 9 ADC 各部分電壓所消耗之平均功率(供應電壓為 0.55V) Mean power (nW)

P(AVDD) 41.33 P(DVDD) 3.49 P(Vref) 0.92 Total power 45.78

4.4 供應電壓為 0.5V 之模擬結果

圖4-12 為在 TT, 0.5v, 25℃、取樣點數為 512 點、時脈頻率 7KHz、輸入約為-0.6dBFS, 100Hz 正弦波訊號時的頻譜分析圖，由此模擬我們可以算出訊號對雜訊諧波比(Signal to noise and distortion ratio, SNDR)為 53.3dB，因此可以計算出有效位元(Effective number of bits, ENOB)約為 8.55 位元。

0 50 100 150 200 250

-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0

Frequency(Hz)

Power Spectral Density(dBFS/bin)

圖4- 12 TT, 0.5v, 25℃時之頻譜分析圖

圖4-13 為模擬各部分供應電壓對於每個 code 之消耗功率，從圖中可發現類比部分為主要消耗功率，並且只消耗 18.88nW ，總功率消耗為 21.13nW。表 4-10 為各部分供應電壓所消耗功率之平均表。

Corner : TT VDD : 0.5v Fs : 0.5KS/s SNDR: 53.3 dB 512 points FFT

0 1000 2000 3000 4000 0

5 10 15 20

Output code

P o w e r(n W )

Mean Power

Vref

DVDD AVDD

圖4- 13 ADC 各部分電壓所消耗之功率(供應電壓為 0.5V)

表4- 10 ADC 各部分電壓所消耗之平均功率(供應電壓為 0.5V) Mean power (nW)

P(AVDD) 18.88 P(DVDD) 1.8 P(Vref) 0.41 Total power 21.13

4.5 ADC 模擬結果與比較

在電壓為0.55V 至 1V 對於 corner 的模擬結果，我們可以發現，在 corner 為 FF 和 FS 時，效能會較差於其它的 corner，而當我們將比較器以理想的比較器來取帶時，不同的 corner 所造成的影響將變小，但是當我們把比較器單獨拿出來做微小差動比較時，此時比較器能準確地比較出來，故可能要將比較器的部份在做一些修改，才能讓不同corner 的影響變小。

表4-11 為在不同電壓下 ADC 之模擬結果摘要，用此數據來與一些 IEEE 論文做比較[5][27][28]。而一般來說幾乎都是採用 FoM(Figure of merit)來比較 ADC 的好壞，其主要考量到解析度、有效頻寬及功率消耗，FOM 之式子[29][30]為

ERBW Power

FOM _ENOB _DC

⋅

= ⋅

2 ^@ (4.1) 其中ENOB@DC 為當輸入訊號接近 DC 頻率時所得之 ENOB，而 ERBW 為其從DC 到 Nyquist frequency 增加頻率，所得之 SNDR 相較於 DC 3db 之頻率。表4-12 為 ADC 效能與先前之文獻做比較，由表中可看出我們的 FoM 為最佳並且功率也為最低。

表4- 11 ADC 模擬結果

Parameters Result Supply voltage 1V 0.9V 0.55V 0.5V

Clock rate 350K 210K 14K 7K Sampling rate 25K 15K 1K 0.5K Effective resolution

bandwidth 12.5K 7.5K 0.5K 0.25K SNDR @ DC 71.24 71.4 57.5 53.3 ENOB @ DC 11.54 11.56 9.26 8.55 Power dissipation (nW) 8380 3490 46 21

Process 0.18μm CMOS (1P6M)

表4- 12 Benchmark Verma

ISSCC 2006

Promitzer JSSC

2001

Sauerb -rey JSSC 2003

Gambini JSSC

2007

This work

Technology 0.18μm CMOS

0.6mm CMOS

0.18μm CMOS

90n CMOS

0.18μm CMOS VDD 1 1 3-5.5 0.5 0.5 0.9 Input swing / VDD 1 1 1 0.25 N/A 1

Resolution (bits) 8 12 12 8 6 12 Sampling rate (KHz) 200 100 1000 4.1 1500 15 ENOB (bits)@DC 7.96 10.55 11.6 6.9 5.38 11.56 ENOB (bits) @ Fs/2 7.96 10.55 11.5 4.86 5.15 11.23 ERBW(KHz) 100 50 500 2 750 7.5

SFDR (dBc) 63.2 71 >81 58 N/A 87 Power

dissipation (nW) 19000 25000 15000000 850 7000 3490 FOM (pJ/conv.step) 390 167 4832 1779 140 77

第五章量測結果

圖5-1 為使用 0.18μm CMOS 製程下線回來的晶片圖。

圖5- 1 晶片圖

5.1 量測環境設定

圖5-2 為量測環境設定，待測物(DUT)的輸入訊號是由 Agilent 33220A 20MHz Function/Arbitrary Waveform Generator 所提供，而時脈訊號由 Agilent 33250A 80MHz Function/Arbitrary Waveform Generator 所提供，供應電壓及接腳(PAD)電壓是由 Keithley 2400 Source Meter 及 Agilent E3610A Power Supply 所供給，而類比數位轉換器採用 Agilent 16702B Logic Analysis

Agilent 33250A 80MHz Function/Arbitrary Waveform Generator Keithley 2400 General-Purpose SourceMeter w/Measurements

DUT Agilent

33220A 20MHz Funtion Arbitary Waveform Generator

Agilent 16702B Logic Analyzer

圖5- 2 量測環境設定

5.2 供應電壓為 0.55V 之量測結果

由以上之環境設定，當將供應電壓及PAD 電壓設定為 0.55V 時，可得以下之量測結果。

5.2.1 動態參數

在量測動態參數的部分，為了避免可能造成 Spectral leakage 的問題，

故使用了blackman window。圖 5-3 為當輸入頻率接近 100Hz 且在不同的時脈頻率所得的 SNR、SNDR 及 SFDR。而為了找出最佳效能之時脈頻率，

故我們可由 FoM 來找出此一頻率，而由其定義我們可知在時脈頻率為 14KHz 時，能有最佳的 FoM 值，故以下之量測都是以此一時脈為基準。

圖 5-4 為輸入頻率 100Hz、振幅-0.066dBFS、點數取 2¹⁹點時之頻譜圖，

經由計算可得此時之SNDR 為 50.7dB，ENOB 為 8.13bit，並且其最高的階波失真為11 階。

10 15 20 25 30 35 40 45 49 0

10 20 30 40 50 60

Clock Frequency (KHz)

SFDR (dBc)/SNDR (dB)/SNR (dB)

SFDR SNDR SNR

圖5- 3 Clock vs. SDR,SNDR and SFDR

0 100 200 300 400 500

-120 -100 -80 -60 -40 -20 0

Frequency (Hz)

Pow er S pect ral D ensi ty ( dB F S/ bi n)

VDD : 0.55 v Fs : 1 KS/s SNDR : 50.7 dB SFDR : 61 dB SNR : 51.1 dB 512K points FFT 11th HD

圖5-5 為在不同之輸入頻率對 SNR、SNDR 及 SFDR 作圖，從此圖可觀察到當輸入頻率升高時，其幾乎沒有下降的情況，並且ERBW 可達 Nyquist frequency。

0 100 200 300 400 500

0 10 20 30 40 50 60

Input Frequency (Hz)

SFDR (dBc)/SNDR(dB)/SNR(dB)

SFDR SNDR SNR

圖5- 5 Frequency vs. SNR、SNDR 及 SFDR (時脈頻率為 14KHz，供應電壓為0.55V)

圖 5-6 即是在不同輸入振幅且不同的輸入頻率對 SNDR 作圖，從圖中可觀察到隨著輸入振幅的改變，其輸入頻率在將接 Nyquist frequency 時也沒有衰減的情形。而圖 5-7 為改變輸入振幅對 SNR、SNDR 及 SFDR 之結果，從此圖可發現從輸入振幅在接近0dBFS 到-40dBFS 說明了 SNDR 和輸入振幅的關係都非常的線性，並且能達到rail-to-rail 的輸入範圍。

0 100 200 300 400 500 0

10 20 30 40 50 60

Input Frequency (Hz)

SNDR ( d B)

-0.066dBFS -10dBFS

-20dBFS -30dBFS

-40dBFS

圖5- 6 不同輸入振幅情況下，不同輸入頻率與 SNDR 的關係

-400 -30 -20 -10 0

10 20 30 40 50 60

Input Amplitude (dBFS)

SFDR (dBc)/SNDR(dB)/SNR(dB)

SFDR SNDR SNR

5.2.2 靜態參數

我們使用100Hz、-0.066dBFS 的弦波輸入信號，並且取樣點數取 2¹⁹點，

將其弦波轉換成DNL 及 INL 分別呈現於圖 5-8 及圖 5-9，從圖 5-8 中可觀察到DNL 在 5.9/-1.0 LSB10之間，而從圖5-9 可觀察到 INL 在 4.7/-5.0 LSB10

之間。

0 200 400 600 800 1000

−1 0 1 2 3 4 5 6

Output code

DNL[LSB]

圖5- 8 DNL(供應電壓為 0.55V)

0 200 400 600 800 1000

−5

−4

−3

−2

−1 0 1 2 3 4 5

Output code

INL[LSB]

圖5- 9 INL(供應電壓為 0.55V)

5.2.3 功率消耗

圖5-10 為當環境設定供應電壓及 PAD 電壓為 0.55V，輸入頻率為 100Hz 且在不同之時脈頻率下，其各供應電壓之功率消耗，而消耗最大之功率為類比電壓(AVDD)的部份，而時脈頻率為 14KHz 時，AVDD 消耗 30nW，

DVDD 消耗 4nW，Vref 消耗 0.93nW，總消耗約 35nW。

10 20 30 40 49 0 7

10 20 30 40 50 60

Clock Frequency (KHz)

P o w e r (n W )

AVDD Power DVDD Power Vref Power Total Power

圖5- 10 CLK vs. Power dissipation (供應電壓為 0.55V)

5.3 供應電壓為 0.5V 之量測結果

當將供應電壓及PAD 電壓降至 0.5V 時，可得以下之量測結果。

5.3.1 動態參數

圖 5-11 為當輸入頻率接近 100Hz 且在不同的時脈頻率所得的 SNR、

SNDR 及 SFDR。而由 FoM 的定義來找出最佳效能之時脈頻率為 7KHz，故以下之量測都是以此一時脈為基準。

圖5-12 為輸入頻率 100Hz、振幅-0.2dBFS、點數取 2¹⁹點時之頻譜圖，

經由計算可得此時之SNDR 為 48.5dB，ENOB 為 7.76 bit，並且其最高的階波失真為11 階。

4 6 8 10 12 14 0

10 20 30 40 50 60

Clock Frequency (KHz)

SFDR (dBc)/SNDR (dB)/SNR (dB)

SFDR SNDR SNR

圖5- 11 Clock vs. SDR,SNDR and SFDR

0 50 100 150 200 250

-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0

Frequency (Hz)

P o w er S p ect ral D e nsi ty ( d B F S /bi n)

VDD : 0.5 v Fs : 0.5/s

SNDR : 48.5 dB SFDR : 59.8 dBc SNR : 48.5 dB 512K points FFT 11th HD

5.3.2 靜態參數

我們使用100Hz、-0.2dBFS 的弦波輸入信號，並且取樣點數取 2¹⁹點，

將其弦波轉換成DNL 及 INL 分別呈現於圖 5-13 及圖 5-14，從圖 5-13 中可觀察到DNL 在 8.8/-1 LSB10之間，而從圖5-14 可觀察到 INL 在 6.7/-6.0 LSB10

之間。

0 200 400 600 800 1000

0 2 4 6 8

Output code

DNL[LSB]

圖5- 13 DNL(供應電壓為 0.5V)

0 200 400 600 800 1000

−6

−4

−2 0 2 4 6

Output code

INL[LSB]

圖5- 14 INL(供應電壓為 0.5V)

5.4 供應電壓為 0.9V 之量測結果

此次設計為供應電壓在 0.9V，故在此顯示在最佳 FoM 時之時脈頻率 490KHz 以及模擬時所採用的時脈 210KHz 的其相關參數。

5.4.1 時脈頻率 490KHz 5.4.1.1 動態參數

圖 5-15 為當輸入頻率接近 1KHz 且在不同的時脈頻率所得的 SNR、

SNDR 及 SFDR。而由 FoM 的定義來找出最佳效能之時脈頻率為 490KHz，

故以下之量測都是以此一時脈為基準。

圖 5-16 為輸入頻率 1KHz、振幅-0.081dBFS、點數取 2¹⁹點時之頻譜圖，

0.5 1 1.5 2 0

10 20 30 40 50 60 70

Clock Frequency (MHz)

SFDR (dBc)/SNDR (dB)/SNR (dB)

SFDR SNDR SNR

圖5- 15 Clock vs. SDR,SNDR and SFDR

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 -100

-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0

Frequency (Hz)

Power Spect ral Densi ty ( dBFS/ bi n)

圖5- 16 頻譜分析圖

VDD : 0.9 v Fs : 35 KS/s SNDR : 52.2 dB SFDR : 63.9 dB SNR : 52.6 dB 512K points FFT 3’rd HD

圖5-17 為在不同之輸入頻率對 SNR、SNDR 及 SFDR 作圖，從此圖可觀察到當輸入頻率升高時，其幾乎沒有下降的情況，並且 ERBW 可達 Nyquist frequency，而最高的 SFDR 能達到 66dBc 以上，證明我們可以達到 12 位元的精準度。

0 5 10 15

0 10 20 30 40 50 60 70

Input Frequency (KHz)

SFDR (dBc)/SNDR(dB)/SNR(dB)

SFDR SNDR SNR

圖5- 17 Frequency vs. SNR、SNDR 及 SFDR (時脈頻率為 490KHz，供應電壓為0.9V)

圖5-18 即是在不同輸入振幅且不同的輸入頻率對 SNDR 作圖，從圖中可觀察到隨著輸入振幅的改變，其輸入頻率在將接 Nyquist frequency 時也沒有衰減的情形。而圖5-19 為改變輸入振幅對 SNR、SNDR 及 SFDR 之結果，從此圖可發現從輸入振幅在接近0dBFS 到-40dBFS 說明了 SNDR 和輸入振幅的關係都非常的線性且能達到rail-to-rail 的輸入範圍。

0 2 4 6 8 10 12 14 16 0

10 20 30 40 50 60

Input Frequency (KHz)

SNDR ( d B)

-0.081dBFS

-10dBFS -20dBFS -30dBFS

-40dBFS

圖5- 18 不同輸入振幅情況下，不同輸入頻率與 SNDR 的關係

-400 -30 -20 -10 0

10 20 30 40 50 60

Input Amplitude (dBFS)

SNDR/SFDR (dB)

SFDR SNDR SNR

圖5- 19 不同輸入振幅與 SNR、SNDR 及 SFDR 的關係

5.4.1.2 靜態參數

我們採用1KHz、-0.081dBFS 的弦波輸入信號，並且取樣點數取 2¹⁹點，

將其弦波轉換成DNL 及 INL 分別呈現於圖 5-20 及圖 5-21，從圖 5-20 中可觀察到 DNL 在 13.9/-1 LSB12之間，而從圖 5-21 可觀察到 INL 在 12.1/-18 LSB12之間。

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 -2

0 2 4 6 8 10 12 14

Output code

DNL [L SB]

圖5- 20 DNL(供應電壓為 0.9V)

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 -20

-15 -10 -5 0 5 10 15

Output code

IN L [L S B ]

圖5- 21 INL(供應電壓為 0.9V)

5.4.2 時脈頻率 210KHz 5.4.2.1 動態參數

圖5-22 為輸入頻率 1KHz、振幅-0.085dBFS、點數取 2¹⁶點時之頻譜圖，

經由計算可得此時之SNDR 為 54.4dB，ENOB 為 8.74bit，並且其最高的階波失真為3 階。

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 -100

-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0

Frequency (Hz)

Power Spectral Density (dBFS/bin)

圖5- 22 頻譜分析圖

圖5-23 為在不同之輸入頻率對 SNR、SNDR 及 SFDR 作圖，從此圖可觀察到當輸入頻率升高時，其幾乎沒有下降的情況，並且 ERBW 可達 Nyquist frequency。

VDD : 0.9 v Fs : 15 KS/s SNDR : 54.4 dB SFDR : 63.8 dBc SNR : 54.5 dB 64K points FFT 3’rd HD

0 1 2 3 4 5 6 7 0

10 20 30 40 50 60 70

Input Frequency (KHz)

SFDR (dBc)/SNDR(dB)/SNR(dB)

SFDR SNDR SNR

圖5- 23 Frequency vs. SNR、SNDR 及 SFDR (時脈頻率為 210KHz，供應電壓為0.9V)

圖5-24 即是在不同輸入振幅且不同的輸入頻率對 SNDR 作圖，從圖中可觀察到隨著輸入振幅的改變，其輸入頻率在將接 Nyquist frequency 時也沒有衰減的情形。而圖5-25 為改變輸入振幅對 SNR、SNDR 及 SFDR 之結果，從此圖可發現從輸入振幅在接近0dBFS 到-40dBFS 說明了 SNDR 和輸入振幅的關係都非常的線性，並且能達到rail-to-rail 的輸入範圍。

0 1 2 3 4 5 6 7 0

10 20 30 40 50 60

Input Frequency (KHz)

SNDR (dB)

-0.085dBFS

-10dBFS -20dBFS

-30dBFS

-40dBFS

圖5- 24 不同輸入振幅情況下，不同輸入頻率與 SNDR 的關係

-400 -30 -20 -10 0

10 20 30 40 50 60

Input Amplitude (dBFS)

SFDR (dBc)/SNDR(dB)/SNR(dB)

SFDR SNDR SNR

5.4.2.2 靜態參數

我們採用1KHz、-0.085dBFS 的弦波輸入信號，並且取樣點數取 2¹⁶點，

將其弦波轉換成DNL 及 INL 分別呈現於圖 5-26 及圖 5-27，從圖 5-26 中可觀察到DNL 在 4.7/-1 LSB12之間，而從圖5-27 可觀察到 INL 在 5.9/-8.1 LSB12

之間。

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 -1

0 1 2 3 4 5

Output code

DNL[LSB]

圖5- 26 DNL(供應電壓為 0.9V)

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 -8

-6 -4 -2 0 2 4 6

Output code

INL[LSB]

圖5- 27 INL(供應電壓為 0.9V)

5.4.3 功率消耗

圖5-28 為在供應電壓 0.9V 且時脈頻率為 490KHz 時，參考電壓所對於每個code 所消耗的功率，其量測出來的結果與(3.7)所推導之結果相似，圖

在文檔中十二位元超低耗能連續近似式類比數位轉換器之設計 (頁 58-112)

第五章 量測結果

電壓為 0. 9V)

0 2000 4000 6000 7500

-100 -80 -60 -40 -20 0

Frequency(Hz)

P o w er S p ec tr al D ens ity (dBFS /bi n )

1 2 3 4 5 6 7 7.5

0 10 20 30 40 50 60 70

Clock Frequency (KHz)

SNDR ( dB)

4.2.2 功率消耗(Power dissipation)

0 1000 2000 3000 4000 0

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

Output code

Po we r(

W)

0 1000 2000 3000 4000

2.5 3 3.5 4

Output code

Po we r(

W)

4.3 供應電壓為 0.55V 之模擬結果

0 100 200 300 400 500

-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0

Frequency(Hz)

P o w e r S pect ral D ensi ty( dBFS/ bi n)

100 0 200 300 400 500

10 20 30 40 50 60

SND R ( d B)

0 1000 2000 3000 4000

0 10 20 30 40 50

Output code

P o w e r(n W )

Vref

DVDD AVDD

Mean power

4.4 供應電壓為 0.5V 之模擬結果

0 1000 2000 3000 4000 0

5 10 15 20

Output code

P o w e r(n W )

Mean Power

Vref

DVDD AVDD

4.5 ADC 模擬結果與比較

第五章 量測結果

5.1 量測環境設定

Agilent 33250A 80MHz Function/Arbitrary Waveform Generator Keithley 2400 General-Purpose SourceMeter w/Measurements

DUT Agilent

33220A 20MHz Funtion Arbitary Waveform Generator

Agilent 16702B Logic Analyzer

5.2 供應電壓為 0.55V 之量測結果

5.2.1 動態參數

Frequency (Hz)

Pow er S pect ral D ensi ty ( dB F S/ bi n)

Input Frequency (Hz)

SNDR ( d B)

-0.066dBFS -10dBFS

-20dBFS -30dBFS

-40dBFS

5.2.2 靜態參數

5.2.3 功率消耗

10 20 30 40 49 0 7

10 20 30 40 50 60

Clock Frequency (KHz)

P o w e r (n W )

AVDD Power DVDD Power Vref Power Total Power

5.3 供應電壓為 0.5V 之量測結果

5.3.1 動態參數

Frequency (Hz)

P o w er S p ect ral D e nsi ty ( d B F S /bi n)

5.3.2 靜態參數

5.4 供應電壓為 0.9V 之量測結果

5.4.1 時脈頻率 490KHz 5.4.1.1 動態參數

Frequency (Hz)

Power Spect ral Densi ty ( dBFS/ bi n)

Input Frequency (KHz)

SNDR ( d B)

5.4.1.2 靜態參數

第五章量測結果

第五章量測結果