一種14位逐次逼近模數(shù)轉換器的設計.pdf

1、模數(shù)轉換器電路可實現(xiàn)模擬量到數(shù)字量的轉換,是混合信號集成電路與系統(tǒng)的重要組成部分,已經廣泛應用于便攜式設備、工業(yè)控制等領域。逐次逼近型模數(shù)轉換器(SAR ADC)由于其具有結構簡單、功耗較低,轉換速率適中和低溫性能好等綜合優(yōu)勢,成為紅外探測器低溫讀出電路的核心模塊。同時成像系統(tǒng)對ADC轉換精度的要求不斷提高,受芯片制造過程中電容匹配精度的影響,12位以上的SAR ADC需要進行數(shù)字校準。本文針對一種用于面陣紅外探測器讀出電路的14位SA

2、R ADC開展設計。
　　論文詳細介紹了ADC的系統(tǒng)架構、工作原理和評價指標,系統(tǒng)分析了SAR ADC的非理想因素,提出了一種可以分辨正負誤差電壓的數(shù)字校準算法。本設計主要分為三個部分:(1)DAC采用三段式電容陣列,使用的單位電容僅為96個,節(jié)省了芯片的面積,采用特定的時序獲取校準碼,通過校準碼可實現(xiàn)-5mV?5mV的電壓補償量程,通過設計校準DAC,可實現(xiàn)20uV的補償精度;(2)使用兩款比較器相互配合,提高了本設計的SAR

3、ADC的校準精度和轉換速度。其中,用于獲取校準碼的比較器可以有效分辨20uV的電壓差,用于數(shù)據(jù)轉換的比較器可以在39ns的時間內分辨75uV的電壓差;(3)版圖設計時考慮了主DAC和校準DAC中電容的匹配,通過良好的隔離,確保校準 DAC準確地獲取校準碼,有效地提高了ADC的精度。
　　論文工作對電路進行了前仿真,完成了電路的版圖設計并進行了后仿真工作。本文設計的SAR ADC采用charted0.35um2P4M的工藝進行設計,