A 6-bit 1-GS/s adaptive input dynamic range ADC for an automotive short-range radar system

Abstract

이 논문은 차량용 레이더 시스템을 위한 변환 가능한 입력 동적 범위를 가지는 6-bit 1-GS/s 아날로그 디지털 변환기에 대해 제안한다. 제안하는 구조는 변환기의 입력 동적 범위를 들어오는 신호의 크기에 따라 변환시키는 것으로, 근거리 물체에서 들어온 큰 진폭의 입력 신호에 대해 최대 입력 동적 범위를 가지게 하는 반면 작은 진폭의 신호가 입력될 때는 입력 동적 범위를 줄이는 원리이다. 이 동작은 작은 크기의 신호에 대한 양자화 에러를 감소시켜 요구되는 비트 해상도보다 낮은 해상도로 근거리 레이더의 조건을 만족시킬 수 있다. 1- bit ADC를 이용하여 입력 신호의 크기를 비교하고, 입력 신호를 디지털 출력 신호로 변환시켜주는 6-bit ADC 의 입력 범위를 조절한다. 6-bit ADC는 신호처리 기법을 적용한 레이더 시스템의 향상된 거리 분해능을 위한 변환 속도인 1-GS/s을 위하여 플래시 구조로 설계 되었다. path loss 와 RCS 변화에 의한 넓은 범위의 레이더 신호를 입력 받기 위하여 switched-capacitor circuit으로 최대 입력 동적 범위를 구현하였다. 시뮬레이션 결과는 제안한 ADC가 변환 가능한 입력 동적 범위 사용으로, Nyquist 1.2 Vpp differential 입력 신호에 대하여 7.01 ENOB을 가지는 것을 보여준다. 이 ADC는 1.5 V 전원에서 평균 134.1 mW의 전력을 소비한다.