An 18b 12.5MHz ADC with 93dB SNR

This  ADC  is  aimed  at  medical  imaging  such  as  digital  x-ray  where  multiple  channels  from  a  photodiode  array  are  multiplexed  to  a  number  of  ADCs.  These  ADCs  need  to  have  a  dynamic  range  in  excess  of  90dB  to  cater  for  the  distance  and  composition  of  tissues  that  the  x-rays  have  passed  through.  INL  matching  between  converters  of  about  1  LSB  at  the  16b  level  is  also  required  to  avoid  visible  artifacts  across  pixel  boundaries.  These  INL  and  dynamic  range  specifications  are  met  by  a  number  of  commercially  available  16b  successive  approximation  (SA)  ADCs  but  none  at  conversion  rates  more  than  4  MHz.  Conversion  rate  can  be  increased  by  determining  2  or  more  bits  per  bit  trial  by  using  a  low  resolution  flash  within  a  SA  ADC.  In  [1]  the  residue  amplifier  (RA)  that  drives  the  inputs  of  the  flash  converter  is  within  the  SA  loop.  Sufficient  time  must  be  allowed  for  this  RA  to  settle  to  the  required  accuracy  each  bit  trial.  [2]  has  no  gain  between  the  SA  DACs  and  the  flash  and  so  avoids  any  RA  settling  delays.  However  to  avoid  upsetting  the  SA  algorithm,  the  flash  comparator  errors  must  remain  smaller  than  the  size  of  each  trial  space.  As  a  result  this  latter  approach  has  so  far  been  limited  to  low  to  medium  resolution  ADCs.