今天我们来学一下2022ISSCC奈奎斯特ADC第二篇，采用分布式平均相关电平移动（distributed averaging correlated level shifting）技术的环形放大器和降低电容切换能量的窗口旁路（bypass-window)技术。作者来自中国台湾成功大学。
核心技术是DACLS，个人认为这是在一个很常规的CLS技术上的进一步研究。包括节省能量更多的窗口旁路技术，也是在原有旁路窗口技术的深化。
整体看这个设计是一个工作量很大的工作，里面用到了很多的技术，让我们一个一个看。
第一级采用coarse和fine DAC结构，提升电路速度。采用电源交换（RS)和检测-跳过（DAS）技术降低了电容失配的影响。
为了提升SAR ADC工作的速度，提出了一种延迟缩减逻辑。作者提到的是，传统的结构在比较器得到比较结果后，首先传给异步时钟产生器，再传给位寄存器，最后再去控制电容阵列的切换。而提出的结构则是跳过位寄存器的那个环节消耗的时间，从而提升工作的速度。
级间放大部分，采用了DACLS技术，这首先要从CLS技术讲起。CLS技术相比于传统的MDAC，增加了一个额外的CLS电容，这个电容起到了level shift的作用，当然需要额外的一个控制切换的相位，将它的接地端接到放大器输出端。这个技术的好处是可以增大放大器的等效放大倍数。
以往的推文中曾多次提到，放大器倍数越大越好。所以等效放大倍数提升了，等价于放大器的设计倍数可以低一些，放大器设计更容易。但是缺点是额外电容的引入增大了输出的负载，从而降低了放大器带宽。
本文提出的DACLS结构，则是由一级放大器增加为三级放大器，CLS的level shift部分，由放大器输出端插入到放大器中间，并且在一二级和二三级之间均插入一个。直观上就可以看到一个好处是，相比于CLS，输出负载并没有增加，所以带宽会更好。
多个level shift,放大器等效放大倍数更大，如上图右下角公式。所以此设计既提高了等效放大倍数，又提升了放大器带宽，两个重要的好处兼得了，代价是电路复杂度和稳定性。不过从放大器波特图来看，放大器相位裕度还是足够的。
因为第二级需要得到9位的数字码，为了降低电容切换能量，采用旁路窗口技术，为了进一步降低切换的能量，将MSB电容再分为三个小电容，采用两个窗口，从而更大程度的降低切换的能量。
在特定信号下，某些不必要的比较器工作过程同样可以跳过。因为第二级需要转换11个周期，为了提升速度采用了速度提升技术。
以上便是此工作的主要工作。