應用于便攜式生物醫(yī)學系統(tǒng)的SAR ADC研究.pdf

1、在當代社會，隨著社會老齡化程度的加劇，健康問題已經(jīng)成為了人們關注的焦點，能夠隨時了解自身的健康狀況也已經(jīng)成為了人們的普遍需求。便攜式生物醫(yī)療設備可以隨時監(jiān)測人體各種生物電信號，保護老人們的生命健康，所以一款高性能的便攜式生物醫(yī)療監(jiān)測設備也成為了許多家庭的剛需。
　　模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter, ADC)是便攜式生物醫(yī)療監(jiān)測設備的核心。應用于便攜式生物醫(yī)療設備的ADC芯片最主要的要求是：一、實

2、現(xiàn)低功耗；二、精度達到8-10位。根據(jù)ADC芯片的相關要求，本論文決定采用SAR ADC結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的ADC在低功耗設計方面有顯著優(yōu)勢，并且在精度上也能滿足便攜式生物醫(yī)療芯片的要求。
　　本論文研究的主要內(nèi)容是設計一款低功耗高精度SAR ADC。針對高精度低功耗SAR ADC的功耗與精度問題，本論文做了如下工作與創(chuàng)新：
　　一、通過對SAR ADC基本模塊的分析，尋找ADC芯片的主要功耗和誤差來源。
　　二、設計一種

3、自校準比較器，通過外部校準電路來對比較器的失調(diào)電壓進行校正，從而提高ADC的精度。
　　三、提出了一種應用于 DAC的電容拆分技術，通過拆分低位電容，實現(xiàn) DAC電容陣列總電容容值的降低。通過拆分最低位電容和次低位電容可以實現(xiàn)總電容值降低為原容值的25%左右，從而實現(xiàn)電路的低功耗設計。
　　根據(jù)上述工作與創(chuàng)新，本論文設計一款采用0.18μm CMOS工藝的SAR ADC。后仿結(jié)果表明在50kS/s的采樣頻率下，其有效位數(shù)可以