逐次逼近ADC的算法研究.pdf

1、逐次逼近型模數(shù)轉換器（ADC）具有中等轉換速率，精度高的特點，適合實現(xiàn)12位到16位的ADC，在電池供電的儀表、工業(yè)控制和數(shù)據(jù)采集等領域有著廣泛的應用。本文根據(jù)逐次逼近型ADC的特點，研究并設計了適用于16位逐次逼近ADC的算法，并且對設計的芯片進行了流片和測試。 在實現(xiàn)高精度的逐次逼近ADC時，傳統(tǒng)電荷重分布的二進制搜索算法過于簡化，已經(jīng)不能滿足16位ADC設計的要求。本論文在逐次逼近算法上對傳統(tǒng)的二進制搜索算法進行優(yōu)化，并且

2、證明在芯片面積大大減小的條件下優(yōu)化后的算法能實現(xiàn)完全相同的功能；考慮到寄生電容的影響和工藝偏差，論文中還提出了耦合電容誤差校準算法，并引入權電容失配校準算法，用以提高ADC的精度。 在高精度的ADC設計中，算法與實際電路的緊密結合也是整個ADC設計中的重要環(huán)節(jié)。在總體電路設計的基礎上，論文在傳統(tǒng)的電荷重分布式逐次逼近DAC的基礎上加入誤差校準電路以及相應的誤差存儲和誤差積累電路，用以實現(xiàn)權電容失配校準算法；耦合電容誤差校準算法主

3、要是針對DAC中三個關鍵節(jié)點存在的寄生電容，所以在寄生參數(shù)提取后對核心電容進行版圖優(yōu)化時根據(jù)計算值對兩個重要的耦合電容值進行優(yōu)化，實現(xiàn)了耦合電容誤差校準算法。這些算法對電路性能的提高，在16位電荷再分配逐次逼近型ADC的設計中通過Cadence環(huán)境下的Spectre仿真工具進行后仿真得到了驗證，并且在電路設計上確保16位精度的實現(xiàn)。 最后，芯片在0.6μm 2P3M BiCMOS工藝上流片成功，并在搭建的測試平臺上對ADC芯片進