高速低功耗SAR ADC的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心部分，也是影響數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)精度和速度的重要因素。目前，實(shí)時(shí)信號(hào)處理機(jī)要求高速ADC采樣率盡可能接近中頻甚至射頻，從而盡量多的得到目標(biāo)信息。因而，高速ADC的性能好壞會(huì)直接影響整個(gè)信號(hào)處理系統(tǒng)性能的好壞。在許多高速通信系統(tǒng)，如超寬帶（UWB）、正交頻分復(fù)用（OFDM）等都需要模數(shù)轉(zhuǎn)換器將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)方便后級(jí)基帶處理。在一些通信協(xié)議中，如802.15.4a WPAN（無線個(gè)人局域網(wǎng)通訊技

2、術(shù)）、802.15.6 WBAN（無線體域網(wǎng)）等，需要上GHz的帶寬。針對(duì)這些需求，近年來許多高速結(jié)構(gòu)被提出。這其中逐次逼近型（SAR）模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）由于其電路大部分?jǐn)?shù)字化的特性，可以很好獲益于半導(dǎo)體工藝的尺寸的降低。結(jié)合時(shí)間復(fù)用（Time-interleave）技術(shù)，逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以達(dá)到上GHz的采樣率并且同時(shí)保持較低的功耗，成為高速、中高精度應(yīng)用中非常有競爭力的發(fā)展方向。
　　本文主要研究高速低功耗SAR ADC

3、的設(shè)計(jì)。相對(duì)于其他高速轉(zhuǎn)換器的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，本文提出一種簡單的分段電容陣列高速低功耗結(jié)構(gòu)。通過將電容陣列分為兩段，高權(quán)重碼字被使用小電容比較，從而大大加快電容型數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）建立速度。在分段電容陣列的基礎(chǔ)上，預(yù)量化-旁路翻轉(zhuǎn)方式被應(yīng)用到分段電容陣列中，從而在原有結(jié)構(gòu)高速的基礎(chǔ)上提高了其線性度和進(jìn)一步降低功耗。本設(shè)計(jì)使用CMOS65 nm工藝設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。電路仿真結(jié)果顯示在1.2 V供電150 MS/s采樣率下，該設(shè)計(jì)有效位數(shù)為9.52 b