高精度SAR ADC自校準(zhǔn)技術(shù)研究與關(guān)鍵電路設(shè)計.pdf

1、逐次逼近型（SAR）模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）相比于其他類型的ADC，具備結(jié)構(gòu)簡單、功耗低、面積小的優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于手持設(shè)備、移動終端和物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)中。隨著技術(shù)發(fā)展，系統(tǒng)往往對SAR ADC的精度提出了更高的要求（12bit以上）。但芯片制造過程中的誤差，將傳統(tǒng)SAR ADC的精度限制在10bit左右。為了達(dá)到高精度（12bit以上）的目的，需要改進(jìn)電路結(jié)構(gòu)或者采用校準(zhǔn)技術(shù)。
　　本文針對提高SAR ADC精度，從電路結(jié)構(gòu)和校準(zhǔn)技

2、術(shù)兩方面展開研究。在電路結(jié)構(gòu)方面，提出了一種三段式的主數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）結(jié)構(gòu)，在滿足SAR工作原理的前提下，進(jìn)一步縮小主DAC陣列的面積開銷，同時也減小電容失配，提高ADC線性度，還降低整體功耗。在校準(zhǔn)技術(shù)方面，完成了一種具備擴(kuò)展性的自校準(zhǔn)技術(shù)，該校準(zhǔn)技術(shù)分為兩部分：校準(zhǔn)算法和校準(zhǔn)DAC。校準(zhǔn)算法以數(shù)字電路的形式實現(xiàn)，控制整個ADC的校準(zhǔn)和轉(zhuǎn)換，主要是完成在上電初期獲取誤差信息，然后在正常轉(zhuǎn)換階段將由誤差信息得到的校準(zhǔn)碼補償回DAC，

3、達(dá)到校準(zhǔn)的目的；校準(zhǔn)DAC的作用是獲取誤差電壓和回補校準(zhǔn)電壓，它由多段相同的子陣列并聯(lián)組成，該校準(zhǔn)DAC結(jié)構(gòu)不僅可以提高校準(zhǔn)效率，還可根據(jù)不同應(yīng)用需求調(diào)節(jié)校準(zhǔn)精度和量程。該校準(zhǔn)技術(shù)可以通過改變校準(zhǔn)DAC中子陣列的數(shù)量實現(xiàn)其精度的擴(kuò)展，使得該校準(zhǔn)技術(shù)可以適用于不同精度的SAR ADC設(shè)計。
　　論文在此基礎(chǔ)上，基于Global Foundry0.35μm混合信號CMOS工藝，完成一款帶自校準(zhǔn)的14bit、500kS/s SAR AD