基于觸摸屏控制器的低功耗高精度A-D設(shè)計.pdf

1、在便攜式電子類產(chǎn)品中，觸摸屏由于其輕便、占用空間少、方便靈活等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)逐漸取代鍵盤，成為嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)的輸入設(shè)備。觸摸屏控制芯片的核心電路是A/D轉(zhuǎn)換器。此A/D轉(zhuǎn)換器對功耗和精度有較高的要求，速度上要求并不高。在各種A/D轉(zhuǎn)換器中，逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器是采樣率低于5Msps(每秒百萬次采樣)的中等至高等分辨率應(yīng)用的常見結(jié)構(gòu)。由于逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器具有低功耗、小尺寸的特點(diǎn)，因此最為適用于本設(shè)計。 本文設(shè)計了工作在3.3

2、～5.5V單電源電壓下，典型吞吐率125kbit/s的12位、中速、低功耗的逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。本文主要研究了A/D轉(zhuǎn)換器的主要模擬電路模塊，包括D/A轉(zhuǎn)換器、參考電壓源和比較器的設(shè)計。 設(shè)計中D/A轉(zhuǎn)換器采用了加電容分壓器的電荷分布式結(jié)構(gòu)，在擴(kuò)展并行D/A轉(zhuǎn)換器分辨率的同時大大節(jié)省了芯片面積，并對其設(shè)計了微調(diào)電路保證了D/A轉(zhuǎn)換器的精度。設(shè)計的比較器結(jié)構(gòu)是多個低增益、高帶寬的前置放大器級聯(lián)后面再緊跟一個鎖存器的形式，既滿足

3、了高速比較的要求，又有效降低了功耗。內(nèi)置的2.5V電壓基準(zhǔn)源電路采用自偏置的供電方式，提高了基準(zhǔn)電壓的精度，而且也降低了功耗。 A/D轉(zhuǎn)換器的設(shè)計采用的是CSMC的2P3M-0.5um-MIX-CMOS工藝。在完成版圖后對整體電路進(jìn)行后仿真，當(dāng)電壓源為3.5V，內(nèi)部電壓基準(zhǔn)源工作時，整體電路的平均電流為607.452μA，平均功耗為2.1582mW；在內(nèi)部電壓基準(zhǔn)源電路不工作，使用外部電壓基準(zhǔn)源時，電路的平均電流為166.845