低功耗高精度逐次逼近型模数转换器设计

摘要

模数混合信号系统一直是电子技术中非常重要的一部分，同时也是自然界中的模拟信号和数字高速处理系统间不可或缺的纽带。
　　现代电子技术飞速发展，移动便携电子设备不断进入人们生活的各个方面。受限于电池等供电设备的制约，这些电子设备的功耗成为设计人员首先要考虑的问题。同时随着人们对其各方面性能的要求不断提高。应用在其中的模数混合信号系统的性能也在不断提高。模数转化器（Analog toDigitalConvert）作为模数混合信号系统中最为核心的组成部分，ADC的性能水平直接决定了使用它的系统的性能水平。本文基于移动便携设备对ADC的功耗的严苛要求，对比了各类型ADC的特性，设计并流片测试了一款10bit逐次逼近型（Successive Approximation Register）。为了保证ADC功耗要求，采用电容下极板采样，分离电容阵列，动态锁存比较器电路等结构。面对市场对ADC性能要求越来越高的趋势，采用分离电容模拟前台校准等技术保证ADC的精度。
　　ADC电路采用中芯国际（SMIC）0.18μm混合信号工艺流片。芯片总面积为21?1mm，内核面积为2585?525μm。测试结果为：在1.8V供电条件下，输入信号为1MHz，采样频率为2MHz，得到SNDR为50.6486dB，SNR为52.4149dB，ENOB为8.121bit，功耗为370μW。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2SAR ADC的发展现状及趋势

1.3 论文内容安排

第2章 模数转换器概述

2.1 模数转换器基本工作原理

2.2 模数转换器分类

2.3 模数转换器性能参数

2.4 本章小结

第3章SAR ADC关键结构设计与分析

3.1传统SAR ADC的工作原理

3.2 DAC分析与设计

3.3 采样开关分析与设计

3.4 比较器分析与设计

3.5 本章小结

第4章SAR ADC的版图设计及后仿真

4.1 版图非理想因素

4.2SAR ADC关键结构版图设计

4.3SAR ADC整体版图设计

4.4SAR ADC后仿真

4.5 本章小结

第5章SAR ADC测试

5.1SAR ADC测试方法

5.2SAR ADC测试方案

5.2SAR ADC测试结果

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢