1-MS-s 12-bit低電壓SAR ADC設(shè)計(jì).pdf

1、隨著集成電路技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展，可植入式、便攜式以及可穿戴等智能應(yīng)用得到了快速的發(fā)展和普及，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)作為檢測(cè)、控制系統(tǒng)中將自然界模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為可處理的數(shù)字信號(hào)的重要接口，在無(wú)線通信中扮演著重要的角色。為了滿(mǎn)足易集成、低功耗、長(zhǎng)壽命的發(fā)展需求，低電壓低功耗的模數(shù)轉(zhuǎn)換器成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。
　　論文旨在設(shè)計(jì)一款低電壓逐次逼近寄存器型模數(shù)轉(zhuǎn)換器。論文首先闡述了SAR ADC的基本工作原理、性能指標(biāo)以及幾種常見(jiàn)的低電

2、壓設(shè)計(jì)技術(shù);調(diào)研了應(yīng)用于SAR ADC的電容開(kāi)關(guān)方法并分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上提出了一種應(yīng)用于低電壓SAR ADC的二進(jìn)制電容陣列及其低功耗開(kāi)關(guān)方法，該方法只使用兩個(gè)參考電平就實(shí)現(xiàn)了很高的能量利用率，同時(shí)減少了電容數(shù)量和DAC輸出共模的變化;設(shè)計(jì)了一個(gè)分裂電容陣列，在保持最低位電容和dummy電容不變的同時(shí)，其它的高位電容都分裂成兩個(gè)相等的電容，在實(shí)際的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，有聯(lián)合、分裂以及浮置等電容開(kāi)關(guān)操作;從匹配度和開(kāi)關(guān)噪聲方面優(yōu)化了D

3、AC單位電容的選取;從線性度和采樣誤差兩個(gè)方面優(yōu)化了SARADC的采樣開(kāi)關(guān)電路;對(duì)低電壓比較器進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)，比較器由兩級(jí)預(yù)放大器和鎖存器構(gòu)成，對(duì)兩級(jí)預(yù)放大器的增益、帶寬、噪聲以及功耗進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì);比較器采用自動(dòng)校零技術(shù)來(lái)消除比較器的失調(diào)誤差。最后對(duì)控制邏輯時(shí)序進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)，使用同步時(shí)序控制邏輯。
　　本文基于TSMC130nm CMOS工藝進(jìn)行版圖設(shè)計(jì)，面積為500μm×390μm。后仿真結(jié)果表明最差工藝角情況下，當(dāng)模擬和數(shù)字