一种12位cmos逐次逼近型模数转换器的研究设计

《一种12位cmos逐次逼近型模数转换器的研究设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要模数转换器ADC是模拟信号系统和数字信号系统间的接口，广泛应用于传感器、音频视频、仪表、通信等领域，在信号处理系统中有着重要地位。随着信息技术的不断发展，人们对ADC的性能要求越来越高。逐次逼近型ADC(SARADC)是一种常见的ADC结构，一般分辨率在8"-"16位，采样速率小于5Msps，具有在精度、速度、功耗、尺寸和成本方面的综合优势。适用于便携式设备、汽车电子和微处理器辅助模数转换接口等领域。．本论文设计了一种适用于微控制器接口的SARADC，3V单电压源供电、精度12位、输入范围O～1．024V，采样速度1Msps。主要

2、研究工作有：①研究设计了一个电容阵列拆分DAC，高位和低位分别是6位，使总电容最小，减小了芯片面积；采用下极板采样技术，将采样保持电路融合到DAC电路中。②设计了三级预放大加Latch的高速高精度比较器，根据放大器的位置调整每_级的增益、带宽，每级的cascode结构减小了回程噪声的影响；使用失调校准技术，可以有效消除每一级的20mV的输入失调，能够在20MHz的速度下分辨出100pN的输入电压。③设计了数字部分电路模块，包括逐次逼近型寄存器SAP,和总体控制信号的产生电路。仿真结果表明数字电路完全能够按照预设的功能进行工作。设计采用

3、ASMC0．351un2P2M工艺，利用CadenceSpectre仿真器进行了输入信号的静态仿真，结果表明SARADC能够达到12位的分辨率和1Msps的采样速度。关键词：逐次逼近寄存器模数转换器数模转换器消失调比较器AbstractAstheinterfacebetweentheanaloganddigitalsystems，ADC(AnalogtoDi百talConvert)iswidelyusedinsensors，audio，video，instrumentation,communicationsandotherfields

4、，whichplaysanimportantroleinsignalprocessingsystems．Asinformationtechnologycontinuestoevolve，peopleareincreasinglydemandinglligh-performanceADC．SuccessiveApproximationhDC(ShRhDC)isacommonstructureinA／Dconverts．SARADCgenerallyhas8～16-bitresolution,lessthan5Mspssampling-r

5、ate．Withitsmixedadvantagesinresolution，speed，powersizeandcost，SARADCiswidelyusedinportabledevices，automotiveelectronicequipmentandanalog-to·digitalinterfacesofmicro-processorsandSO011．A3v,12bit，1Msps，O～1．024V-inputSARADCisdesignedinthisthesiswhichisusedasananalog-to-di百

6、talinterfaceofmicro-processors．Themainstudyworkis：(1至)Designasegmentedcapacitivedigital·-to··analogconverter(DAC)wi廿l2separated6-bitarrays，resultinginsmallerchiparea．UsebottomplatesamplingtechniquewiththecapacitanceoftheDAC．②Designamulti-stagecomparatorthatownshighspeed

7、andprecisionwiththreepre-amplifiersandaLatch．Eachpre—amplifierisoptimizedaccordingtoitsposition．Thecascodestructurerecudesthekickbacknoise．Theoffsetcancellationtechniqueearlremove20mVoffsetofeachpre—amplifier．Simulationresultsshowthat，theeomparatorcalldistinguish100}tVi

8、nputat20MHz．③Designthedigitalcircuitmodule，includingthesuccessiveapproximationregister(SAR)andthecircuitthatge