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《一种低功耗逐次逼近型模数转换器的研究和设计》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、ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterStudyandDesignforALowPowerSuccessiveApproximationRegisterADCAuthor：SunLeiSpecialty:MicroelectronicsandSolidStateElectronicsAdvisor:Prof.DaiQingyuanResearchInstituteofMicro/NanoScienceandTechnologyShanghaiJiaoTongUniversity
2、Shanghai,P.R.ChinaJanuary,2009一种低功耗逐次逼近型模数转换器的研究与设计摘要逐次逼近型模数转换器（SARADC）是低采样率（5Ms/s）的中等至高精度应用的结构，由于它本身结构简单，尺寸小，功耗低等优点，具有广泛的应用，如在便携式仪表、笔输入量化器、工业控制和数据/信号采集等领域都有应用。FlashADC所需要的面积和比较器数目随着N位精度成指数倍增长的关系，因此面积大，功耗大；流水型ADC结构复杂；过采样型ADC带宽局限于中、低频，转换速度慢。因此，逐次逼近型ADC的低功耗、高精度以及小尺寸常常能使它集成到更大的功能电路上，具有很大的优势。本论文
3、设计了一种用于电能计量系统的CMOSSARADC，它基于HuahongNEC0.35微米1P4M工艺，采用新型的电荷重分布结构，具有小面积,低功耗特点。本论文详细分析了影响电荷重分布型SARADC精度的各种因素，并对寄生电容对精度的影响做了详尽的分析和推导，所提出的结论可应用到其他高精度SARADC的设计。本设计中，使用EDA设计工具，完成了电路结构的设计，仿真以及版图设计。仿真结果得出，在0摄氏度到120摄氏度的温度范围以及各个工艺偏差情况下，设计的SARADC的有效位数可以达到13.26比特，采样速率在294.1Ksps，功耗为6.275毫瓦。关键词：逐次逼近型，模数转换器
4、，电荷重分配，高精度，低功耗第I页StudyandDesignofALowPowerSuccessiveApproximationRegisterADCABSTRACTSuccessiveApproximationRegisterAnalog-to-digitalconverterisacommonarchitectureformoderatetohighresolutionapplicationsrequiringthelowsamplingratesuchaslessthan5Ms/s.fortheownadvantagesofsimplestructure,smallsi
5、ze,andlowpowerconsumption,itiswidelyusedinmanyapplications,forinstance,portableinstruments,peninputquantization,industrycontrolanddata/signalcollectoretc.ComparingtoFlashADC,thechipareaandnumberofcomparatorsareexponentialproportiontotheresolutionNinFlashADC,thusitrequiresmoreareaandpowerdiss
6、ipation.ComparingtoPipelinedADC,PipelinedADChasarelativemorecomplicatedstructure.ComparingtoOver-samplingADC,duetothesamplingclocklimitation,Over-samplingADCusuallylimitedtomoderateorlowfrequencysuchasaudioapplications,whichrequirelowconversationspeed.Therefore,SuccessiveApproximationADCwith
7、lowpowerconsumption,highresolutionandsmallareaprefertobeintegratedinamorecomplicatedcircuit.Inthisthesis,wedesignafullydifferentialCMOSSARADCforan第II页ammeter.ItisbasedonHuahongNEC0.35um1P4Mprocess,usingnovelChargeRedistributionarchitecture,thuschar
