12位逐次逼近型a%2fd转换器的设计

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1、摘要在现代先进的电子系统的前端和后端都将应用到A/D转换器以改善数字处理技术的性能在各种A/D转换器中逐次逼近型A/D转换器是采样率低于5Msps每秒百万次采样的中等至高等分辨率应用的常见结构由于逐次逼近型A/D转换器具有低功耗小尺寸的特点因此有很宽的应用范围例如便携/电池供电仪表笔输入量化器工业控制和数据/信号采集器等本文设计了工作在2.7~5.25V单电源电压下典型吞吐率达1Msps的12位高速低功耗的逐次逼近式A/D转换器D/A转换器和比较器的性能对逐次逼近式A/D转换器的性能影响很大因此本文主要研究D/A转换器和比较器的设计只要这两部分的设计满足一定的性能要

2、求逐次逼近A/D转换器就能很好的工作设计中D/A转换器采用了加电容分压器的电荷分布式结构在扩展并行D/A转换器分辨率的同时大大节省了芯片面积设计的比较器结构是低增益高带宽的前置放大器后面再紧跟一个动态锁存形式既满足了高速比较的要求又有效降低了功耗在高分辨率的A/D转换设计中采样/保持电路的设计也是非常重要的本设计采用了下极板采样技术可以有效地避免电荷注入效应引起的信号失真仿真结果表明设计的高速比较器D/A转换器满足12位A/D转换的要求逐次逼近A/D转换器可以正常的工作关键词集成电路A/D转换器D/A转换器逐次逼近比较器IABSTRACTInthefrontandt

3、heendoftheadvancedelectronicssystems,analogtodigitalconverters(A/Dconverters)areappliedtoimprovetheperformanceofthedigitalprocessingtechnique.OfallkindsofA/Dconverters,successiveapproximation(SAR)A/Dconvertersarefrequentlythearchitectureofchoiceformedium-to-high-resolutionapplicationsw

4、ithsampleratesunder5megasamplespersecond(Msps).Becauseofprovidinglowpowerconsumptionaswellasasmallformfactor,SARA/Dconvertershaveawidevarietyofapplications,suchasportable/battery-poweredinstrument,pendigitizers,industrialcontrolsanddata/signalacquisition.A12-bithighspeed,lowpower,SARA/

5、Dconverterisdesigned,whichoperatesfromasignal2.7Vto5.25Vpowersupplyandfeaturesthroughputratesup1Msps.Performancesofdigital-analog(D/A)convertersandcomparatorshaveaverydeepinfluenceonSARA/Dconverters,sotheresearchofthetwoparts’designisfocusedon.Iftheycanhavegoodperformances,SARA/Dconver

6、terscanworkwell.AchargescalingD/Aconverterwithcapacitorvoltagedividerisdesigned,whichextendstheresolutionofaparallelD/Aconverteraswellasreducesthechipareagreatly.Forthedesignofcomparator,thearchitectureoflow-gainandhigh-bandwidthpreamplifiersfollowedbyadynamiclatchisemployed,whichsatis

7、fiestherequirementofhighspeedandreducesthepowerconsumption.ForthedesignofhighresolutionA/Dconverters,thedesignofthesampleandholdcircuitisveryimportant.Herethebottomplatetechniqueisemployed,whichcancancelthechargeinjectionerror.ThesimulationshowsthatthehighspeedcomparatorandtheD/Aconv