適用於心電圖應用之微瓦級1伏十位元類比數位轉換器設計

Abstract

隨身用心電圖(ECG)紀錄器是無線感測網路重要的應用之一。在第三年總計劃規劃 的目標之中，所提出的超低耗能無線感測器模組應用的範圍新增了ECG 的應用，其所 需的類比數位轉換器的解析度需要提高至十到十二位元。但由於解析度越高，其雜訊和 一些元件不匹配所產生之影響越嚴重，再加上解析度每增加一個位元則功率就增加兩倍 之關係，使得要達到高解析且低耗能之類比數位轉換器成了一大難題了。考慮到必須竭 盡可能降低其所消耗之功率，採用循序近似式類比數位轉換器來完成是一個可行的辦 法。但是為達成十位元以上的解析度，必須在低電壓下克服比較器無可避免的飄移 (offset)、電容匹配、信號踢回(singal kicked-back) 、與信號穿透(signal feed-through)等問 題。本計畫要提出的是發展超低耗能電路設計技巧，用來實現一個十位元以上解析度， 工作在一伏特以下，且僅消耗十五微瓦以下之類比數位轉換器。基於之前的超低耗能八 位元類比數位轉換器的成功經驗，我們有信心在本年度內順利完成計畫目標。