應用于電阻式觸摸屏控制的12位SAR型模數(shù)轉(zhuǎn)換器設計.pdf

1、作為溝通模擬世界和數(shù)字世界的橋梁，A/D轉(zhuǎn)換器已經(jīng)成為集成電路中最重要的模塊之一。本文設計一種SAR型A/D轉(zhuǎn)換器，主要在便攜式電子設備領域的觸摸屏控制中運用。
　　本文通過比較常用的幾種A/D轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)，從速度、精度、功耗、成本幾方面折中考慮，選擇了逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，又因為全電荷再分配的結(jié)構(gòu)具有采樣/保持模式，省去了傳統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換器中所需的采樣/保持電路。所以最終設計圍繞全電荷再分配的結(jié)構(gòu)SAR型A/D轉(zhuǎn)換器進行。

2、>　　采樣通道關系到采樣輸出電壓與采樣輸入電壓的線性度，因此通道的設計在本文中也有涉及。D/A轉(zhuǎn)換器中的電容陣列采用了2級D/A轉(zhuǎn)換器(4MSB加8LSB)的方式實現(xiàn)了電荷按比例縮放，大大降低了電容的面積。
　　比較器采用了級聯(lián)失調(diào)校準技術，級聯(lián)失調(diào)校準將傳統(tǒng)輸入校準(IOS)或輸出校準(OOS)交替進行，降低了比較器的失調(diào)。通過仿真，該比較器在2MHz時鐘下，可以有效區(qū)分200μV壓差，校準10mV輸入失調(diào)，3V電壓下典型功耗2

3、34μW。
　　通過時序設計使A/D轉(zhuǎn)換器具有6通道采樣的功能。采用串行控制序列，可以實現(xiàn)通道切換和工作模式的切換。本文還通過對工作時序優(yōu)化，在2MHz時鐘下，以16個時鐘作為一個轉(zhuǎn)換周期，A/D轉(zhuǎn)換器達到了125kSps的吞吐率。
　　本文使用hspice和Matlab工具，對此次設計中的A/D轉(zhuǎn)換器進行了功能和性能仿真，得到±2LSB的積分非線性(INL)，±1LSB的差分非線性(DNL)的結(jié)果。
　　模擬電路版圖