基于CMOS工藝的10位SAR ADC的研究與設計.pdf

1、隨著電子計算機的廣泛應用,以及信息論、數(shù)字信號處理等新興科學的發(fā)展成熟,人們越來越多的需要將模擬信號向數(shù)字信號進行轉(zhuǎn)化,因而模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)也就成為現(xiàn)代信號處理系統(tǒng)中非常重要的模塊,它是現(xiàn)實世界中模擬信號向數(shù)字信號轉(zhuǎn)換的橋梁,應用十分廣泛.針對不同的應用領域特點,模數(shù)轉(zhuǎn)換器可能會采用不同結(jié)構(gòu).隨著信號處理技術的飛速發(fā)展和模數(shù)轉(zhuǎn)換器應用領域的不斷擴大,人們對模數(shù)轉(zhuǎn)換器的速度、分辨率、功耗、信噪比、動態(tài)范圍等性能提出了更高的要求.

2、 本文對各種結(jié)構(gòu)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的性能進行了分析和比較,選擇了折中性能比較好的逐次逼近寄存器結(jié)構(gòu)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(SAR ADC)作為研究重點.SARADC是采樣速率低于5Msps的中等分辨率應用的常見結(jié)構(gòu).SAR ADC的分辨率一般為8位至16位,具有低功耗、小尺寸等特點.這些特點使其具有很寬的應用范圍,例如便攜/電池供電儀表、筆輸入量化器、工業(yè)控制和數(shù)據(jù)/信號采集器等.在本設計中,采用0.6μm CMOS工藝,單電源電壓為2.5V,

3、設計了10位逐次逼近寄存器型模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器.在設計的過程中采用了一些技術,保證電路處理模擬信號的速度和精度.采樣保持電路中采用了虛擬開關技術,減小了開關電荷注入而引入的非理想性特性;采用了差分跨導運算放大器,這個放大器采用了米勒補償?shù)恼{(diào)零電阻,具有很好的增益和帶寬;電壓比較器采用的是開關前置放大器加再生比較器的結(jié)構(gòu),具有較小的回饋噪聲且能用于低電源電壓的電路中而不降低增益和帶寬.寄存器及數(shù)字控制邏輯完全采用的是D觸發(fā)器來存儲和控制,簡化