逐次逼近寄存器型adc设计报告

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1、逐次逼近寄存器型ADC设计报告组员（学号）：张健20083474单炯20083478崔亚军20083479朱小龙20083498专业（年级）：集成电路设计与集成系统课程名称：提交日期：逐次逼近寄存器型模数转换器（SARADC）设计报告-30-逐次逼近寄存器型模数转换器（SARADC）设计报告一、组员分工：序号组员承担工作1张健版图2单炯模拟（其他模块）3崔亚军数字（SAR逻辑）4朱小龙（DAC、SH）二、项目设计要求：设计一个12bit逐次逼近寄存器型模数转换器SARADC三、项目参数要求：分辨率12bit采样频率100KHz功

2、耗<2mW电源电压2.5V面积<3mm2工作温度0~80℃工艺技术0.25um四、项目设计内容：图1逐次逼近寄存器型模数转换器工作原理框图1.逐次逼近寄存器型模数转换器（SARADC）整体结构：-30-逐次逼近寄存器型模数转换器（SARADC）设计报告2.逐次逼近寄存器型模数转换器（SARADC）的特点及应用：特点：中级转换速度，低功耗，高精度，小尺寸应用：便携式仪表、笔输入量化器，工业控制和数据/信号采集器等3.逐次逼近寄存器型模数转换器（SARADC）工作原理：SARADC其基本结构如图1所示，包括采样保持电路(S/H)、比

3、较器(COMPARE)、数/模转换器(DAC)、逐次逼近寄存器(SARREGISTER)和逻辑控制单元(SARLOGIC)。模拟输入电压VIN由采样保持电路采样并保持，为实现二进制搜索算法，首先由SARLOGIC控制N位寄存器设置在中间刻度，即令最高有效位MSB为“1”电平而其余位均为“0”电平，此时数字模拟转换器DAC输出电压VDAC为0.5VREF，其中VREF为提供给ADC的基准电压。由比较器对VIN和VDAC进行比较，若VIN>VDAC，则比较器输出“1”电平，N位寄存器的MSB保持“1”电平；反之，若VIN

4、则比较器输出“0”电平，N位寄存器的MSB被置为“0”电平。一次比较结束后，MSB被置为相应的电平，同时逻辑控制单元移至次高位并将其置“1”，其余位置“0”，进行下一次比较，直至最低有效位LSB比较完毕。整个过程结束，即完成了一次模拟量到数字量的转换，N位转换结果存储在寄存器内，并由此最终输出所转化模拟量的数字码。4.逐次逼近寄存器型模数转换器（SARADC）各子模块设计：l子模块1：比较器（COMPARE）（1）电路结构：(给出电路结构图)-30-逐次逼近寄存器型模数转换器（SARADC）设计报告（1）工作原理：比较器的部分是

5、模拟和数字转换的一个通道，通过比较电压的高低来确定数字信号，来达到逐次逼近的目的，当生成的电压高于基准电压的时候，比较值为0，就会生成一个比刚才小一点的电压继续比较，如果基准电压高于生成的电压，那么比较值为1，就会生成一个高一点的电压。实际上，比较器的输出由低电平转换到高电平时，或者从高电平转换到低电平时，需要一定的时间（决定电压比较器的响应），其次由于比较器的增益是有限的，并且存在失调电压，因此它的输入端将出现不确定的电压，该不确定电压将直接影响到电压比较器的灵敏度（对输入端电压判别的灵敏度）。电压比较器的开环增益越高，失调电

6、压越小，则其不确定电压越小，即灵敏度越高左端的恒流源电路时产生一个30uA的电流，然后通过电流镜镜像到比较器的内部。（2）参数设定：M1M2M3M4M5M6M7M8P/NNNPPNPNNW/L（u）3/13/14.5/14.5/14.5/138/135/14.5/1C1C2-30-逐次逼近寄存器型模数转换器（SARADC）设计报告0.2pf5pfVddIbias2.5V30uA（1）仿真网表：.lib'mix025_1.l'ttvddvddgnd2.5vin1vin1gnd1.2*vin1vin1gndpwl01.251u2v2

7、.3u2.2v2.5u1.3v5u1.7v//动态仿真*vin2vin2gndsin1.251.251200k//动态仿真Vin2vin2gndpwl(0010u2.5)C1N38Gnd0.2pFC2outGnd5pFM3N37vin1N36GndnchL=1uW=3uM4N36vin2N38GndnchL=1uW=3uM5GndN35N35GndnchL=1uW=4.5uM6N36N35GndGndnchL=1uW=4.5uM7outN35GndGndnchL=1uW=35uM8VddN37N37VddpchL=1uW=4.5

8、uM9N38N37VddVddpchL=1uW=4.5uM10outN38VddVddpchL=1uW=38ui11VddN3530uA.tran10n10u*.tran10n5u//动态仿真.printv(out)v(vin1)v(vin2).end（2）仿真