02 / TIA LITERATURE
A Low-phase-error FD-fNIRS Readout Circuit with Sub-1V Transimpedance Amplifier and LC-ADC-based Amplitude Control Loop
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作者与单位: 见论文原文首页（下方已附前三页原图）
会议: IEEE ISCAS 2026
DOI: https://doi.org/10.1109/iscas66217.2026.11562872
原文: paper.pdf
核心参考量
| 维度 | 信息 |
|---|---|
| 应用场景 | FD-fNIRS光电流读出；TIA+LC-ADC增益控制+SAR ADC |
| 是否实测 | Simulation only |
| 工艺节点 | 180 |
| 前端架构 | Sub-1V current-amplifier based TIA；LC-ADC amplitude control loop |
| 关键性能条件 | 增益变化时带宽只在3.8倍内变化；降低相位误差 |
| 可参考程度 | 主讲 |
设计挑战
- 应用约束：FD-fNIRS光电流读出；TIA+LC-ADC增益控制+SAR ADC。
- 核心电路矛盾：传统TIA只提供固定跨阻，幅度控制通常放在后级。本文将低压TIA与LC-ADC幅度控制环结合，把增益/相位一致性纳入闭环；主要改动是自适应控制链，而非单纯增大Rf。
- 指标与实现约束：增益变化时带宽只在3.8倍内变化；降低相位误差。这些数值必须同时结合输入电容、输出负载、供电与验证频率判断，不能只比较单个峰值指标。
架构创新点
1. 前端拓扑
Sub-1V current-amplifier based TIA；LC-ADC amplitude control loop。该拓扑决定输入阻抗、反馈环路和主要噪声源，也是判断能否迁移到阵列读出的第一层依据。
2. 关键机制
用LC-ADC闭环控制TIA幅度，sub-1V TIA降低功耗
3. 与传统方案的差异
传统TIA只提供固定跨阻，幅度控制通常放在后级。本文将低压TIA与LC-ADC幅度控制环结合，把增益/相位一致性纳入闭环；主要改动是自适应控制链，而非单纯增大Rf。
性能与证据
| 项目 | 判断 |
|---|---|
| 工艺 | 180 |
| 验证方式 | Simulation only |
| 关键性能 | 增益变化时带宽只在3.8倍内变化；降低相位误差 |
| 证据等级 | 仿真或后仿，证据等级中等 |
| 参考程度 | 主讲 |
原文摘要证据：Frequency-domain functional near-infrared spec- hemoglobin (HbO) and deoxygenated hemoglobin (HbR) can troscopy (FD-fNIRS) ultilizes the propagation time and am- be derived [6]. However, CW-fNIRS lacks the ability to plitude attenuation of light in tissue to quantify blood oxygen quantify absolute hemoglobin concentrations, cannot provide concentration. This enables more detailed monitoring of human brain activity, providing a potential solution for non-invasive any information about the time-of-flight of photons through and wearable brain-computer interface (BCI) devices. However, the tissue. In contrast, FD-fNIRS overcomes these limitations the amplitude-phase coupling effect of the comparator in the by simultaneously measuring the intensity and phase shifts phase detector introduces phase errors, which in turn leads to of modulated near-infrared light through the human brain inaccuracies in the measurement of light propagation time...
与 SOTA 对比
- 比较重点：优先比较相同输入电容、相同带宽定义和相同输出负载下的增益、噪声、线性度与功耗。
- 本文优势：用LC-ADC闭环控制TIA幅度，sub-1V TIA降低功耗
- 主要限制：不是存储阵列，但链路结构很贴近
- 口径提醒：会议论文中仿真值、后仿值和芯片实测值不可直接混排；未在正文报告的指标不作推算排名。
NS-RAM / CIM 适配判断
可参考低供电和闭环幅度校准；对NS-RAM更重要的是校准思路，频域fNIRS的相位指标不可直接照搬。
迁移到 NS-RAM 时仍需重新确定列线电容、最小/最大读电流、允许建立时间、输出摆幅和 ADC 满量程，并据此重算反馈元件与环路稳定性。
核心优势与局限
核心优势：用LC-ADC闭环控制TIA幅度，sub-1V TIA降低功耗
主要局限：不是存储阵列，但链路结构很贴近
结论：该文适合作为“Sub-1V current-amplifier based TIA；LC-ADC amplitude control loop”路线的参考，但不能脱离其原始应用和负载条件直接套用指标。
论文原图
