基于CMOS工藝的10位SAR ADC的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用,以及信息論、數(shù)字信號(hào)處理等新興科學(xué)的發(fā)展成熟,人們?cè)絹?lái)越多的需要將模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化,因而模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)也就成為現(xiàn)代信號(hào)處理系統(tǒng)中非常重要的模塊,它是現(xiàn)實(shí)世界中模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換的橋梁,應(yīng)用十分廣泛.針對(duì)不同的應(yīng)用領(lǐng)域特點(diǎn),模數(shù)轉(zhuǎn)換器可能會(huì)采用不同結(jié)構(gòu).隨著信號(hào)處理技術(shù)的飛速發(fā)展和模數(shù)轉(zhuǎn)換器應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,人們對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的速度、分辨率、功耗、信噪比、動(dòng)態(tài)范圍等性能提出了更高的要求.

2、 本文對(duì)各種結(jié)構(gòu)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的性能進(jìn)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(diǎn).SARADC是采樣速率低于5Msps的中等分辨率應(yīng)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(diǎn).這些特點(diǎn)使其具有很寬的應(yīng)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(hào)采集器等.在本設(shè)計(jì)中,采用0.6μm CMOS工藝,單電源電壓為2.5V,

3、設(shè)計(jì)了10位逐次逼近寄存器型模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器.在設(shè)計(jì)的過程中采用了一些技術(shù),保證電路處理模擬信號(hào)的速度和精度.采樣保持電路中采用了虛擬開關(guān)技術(shù),減小了開關(guān)電荷注入而引入的非理想性特性;采用了差分跨導(dǎo)運(yùn)算放大器,這個(gè)放大器采用了米勒補(bǔ)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(guān)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(lái)存儲(chǔ)和控制,簡(jiǎn)化