This work introduces an ultralow-power voltage-to-spike encoder that achieves near-linear voltage-to-firing-rate conversion by pairing a linearized bulk-driven transconductor with a DPI-based LIF neuron. A tail-less bulk-driven differential pair improves large-signal linearity, while a translinear linearization network suppresses the dominant sinh nonlinearity and stabilizes the bias-tunable V-to-I gain. The resulting current feeds a DPI front-end that linearizes current-to-spike conversion. Fabricated in TSMC 0.18-um CMOS and operating at VDD = 0.5 V with 2-27 nA reference current, the encoder achieves a deviation of less than 5.6 percent from linearity over 0.1-0.4 V input, consumes 22-180 nW, and occupies 0.0074 mm^2.


翻译:本文介绍了一种超低功耗电压-脉冲编码器,通过将线性化体驱动跨导器与基于DPI的LIF神经元配对,实现了接近线性的电压-脉冲频率转换。无尾电流体驱动差分对改善了大信号线性度,而跨导线性网络抑制了主导的双曲正弦非线性,并稳定了偏置可调的V-I增益。由此产生的电流馈入DPI前端,使电流-脉冲转换线性化。该编码器采用台积电0.18微米CMOS工艺制造,在VDD=0.5V、参考电流为2-27nA的条件下工作,在0.1-0.4V输入范围内实现了低于5.6%的线性度偏差,功耗为22-180nW,面积为0.0074 mm^2。

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