一種12位低功耗SAR ADC的研究與實現(xiàn).pdf

1、模數(shù)轉(zhuǎn)換器即 A/D轉(zhuǎn)換器(或簡稱 ADC)，作為連接模擬電路和數(shù)字電路的橋梁，常被應(yīng)用于雷達(dá)、圖像傳感和手機(jī)觸摸屏等領(lǐng)域。在常見的ADC轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中，逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Successive Approximation Register ADC:SAR ADC)的原理相對簡單，面積和功耗也較低，并且隨著工藝向小尺寸發(fā)展，SAR ADC的優(yōu)勢愈加明顯，對于SAR ADC的研究也變得更加火熱。
　　為了滿足電力線載波通訊系統(tǒng)中對高精

2、度和低功耗ADC的要求，本文研究和實現(xiàn)了一種精度為12位、轉(zhuǎn)換速率為4兆次每秒的逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器，另外提出一種適合電荷重分配型SAR ADC的開關(guān)切換策略。設(shè)計的SAR ADC電路，為避免高頻時鐘的使用，采用異步控制邏輯，柵壓自舉開關(guān)的使用有助于ADC線性度的提高，采用的動態(tài)鎖存比較器能夠減小靜態(tài)功耗，片上還集成電壓參考和相關(guān)驅(qū)動電路。分析開關(guān)切換策略時，對非理想因素如電容失配等進(jìn)行分析和 Matlab建模，利用多個參考電壓的形式，

3、提出一種新的節(jié)省面積和開關(guān)切換動態(tài)能耗的策略。
　　本文提出的開關(guān)切換策略，與傳統(tǒng)開關(guān)切換策略相比，開關(guān)切換動態(tài)能耗可以減小99.4％，面積能夠減少87.5%。另外，設(shè)計和實現(xiàn)的SAR ADC在SMIC0.18μm1.8V1P6M CMOS工藝下，通過版圖寄生提取和后仿真，結(jié)果表明，在輸入信號頻率為1.57MS/s下，ADC的信噪失真比為70.2dB，無雜散動態(tài)范圍為80.62dB，有效精度達(dá)到11.36位，ADC消耗0.9mW功