2026年4月22日，福州大学物理与信息工程学院魏榕山教授团队在集成电路领域国际顶级期刊《IEEE固态电路学报》（IEEE Journal of Solid-State Circuits，简称JSSC）在线发表题为“An 18.3-μW 108.3-dB DR Discrete-Time Delta-Sigma Modulator Using a Loop Filter Auto-Shift Technique”的研究论文。我院青年教师魏聪为第一作者，魏榕山教授为通讯作者，福州大学为第一署名单位。

高动态范围模数转换器（ADC）可精准采集传感器微弱模拟信号并数字化，是精密测量领域提质增效、拓展高端传感应用的核心关键。面向高精度测量传感器场景，Delta-Sigma ADC凭借过采样与噪声整形技术可实现较高动态范围，因而得到广泛应用。然而，传统Delta-Sigma ADC面临最大稳定幅度（MSA）与带内噪声（IBN）之间的设计权衡，这在很大程度上限制了其动态范围（DR）与能效的进一步提升。

针对上述挑战，魏榕山教授团队联合浙江大学谭志超研究员团队，提出了一种融合输入感知机制的系统自适应切换方法，并研制出一款基于环路滤波器自动切换（LFAS）技术的高动态范围、高能效Delta-Sigma ADC。该设计在仅18.3 μW功耗下，实现了108.3 dB的动态范围。所提出的LFAS技术集成了自动化输入监测、热噪声压缩、量化噪声优化以及误触发保护等多项功能，使系统能够根据输入信号幅度自适应调整工作状态：在大信号输入时提升MSA，在小信号条件下降低IBN，从而兼顾动态范围与能效表现。

该芯片基于180 nm CMOS工艺完成流片与测试验证。实验结果表明，在LFAS技术驱动下，系统在3 kHz带宽内的动态范围提升了5.65 dB，并将ADC的动态范围优值（DR FoM）提升至190.4 dB。该研究从系统设计角度探究高动态范围模数转换器的优化策略，在精密传感检测体系中具备良好的应用潜力。

JSSC是公认的集成电路国际顶级学术期刊，旨在发布集成电路设计领域的最新技术进展和纪录性成果。

文章发表链接：

https://ieeexplore.ieee.org/document/11488737