一种10位逐次逼近型ADC的研究与设计

作     者：余立宁 

作者单位：西安电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：包军林;袁国顺

授予年度：2013年

学科分类：080902[工学-电路与系统] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：模数转换器 数模转换器 差分比较器 

摘      要：随着数字电子技术的飞速发展,单片机(MCU)的应用已经渗透到我们生活的各个领域,从工业控制、航空航天、移动通讯到便携消费电子、办公自动化和汽车电子等几乎是无所不在。同时,SoC (System on Chip)技术的不断发展和成熟,设法将更多的功能模块集成在一块芯片上也成为集成电路设计的必然趋势。然而自然界的信号都是以模拟信号的形式存在,于是,模数转换器(ADC)作为连接模拟系统与数字信号处理系统的“桥梁就成为目前的一个研究热点。 论文在对比分析各种ADC结构的基础上,基于无锡华润上华(CSMC)0.35um CMOS工艺,完成设计了一种嵌入于16位MCU,工作电压为5V、系统时钟为1MHz、采样速率为90KS/s的10位差分逐次逼近型ADC。该系统采用了一种新型R-C混合结构DAC,其通过一对比例电容实现了电阻梯的复用,有效减小了芯片面积。同时使用了一种与SAR ADC工作方式完全兼容并且不增加任何额外时序逻辑的失调消除技术,有效减小了差分比较器的失调电压。完成了SAR ADC系统的电路和物理版图设计,在Cadence环境下使用Spectre仿真工具对整个系统进行验证,经Matlab工具得出系统的动态性能参数,结果满足设计要求。