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《低功耗高精度逐次逼近型模数转换器的设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第40卷第12期浙江大学学报(工学版)Vol.40No.122006年12月JournalofZhejiangUniversity(EngineeringScience)Dec.2006低功耗高精度逐次逼近型模数转换器的设计袁小龙,赵梦恋,吴晓波,严晓浪(浙江大学超大规模集成电路设计研究所,浙江杭州310027)摘要:为解决现代数字和数模混合系统中动态模数转换器高精度、低功耗与低成本之间的矛盾,提出一种10位3和200×10/s采样数的逐次逼近式模数转换器(SAR2ADC).对电容式数模转换器电容阵列的导通时序进行了优化,在采样保持电路中加入消失调功能,在比较器设计中引入预增益级和锁存级
2、.该模数转换器已在标准数字互补性金属氧化物半导体工艺下实现.测试结果表明,该转换器积分非线性度小于1个最低有效位(LSB),差分非线性度小于0.5LSB.在200kHz采样率和191Hz输入信号频率下信噪比为59dB,并且在5V供电电压下功耗为2.52mW,芯片面积为1.3mm,其性能已达到ADC高线性度和低功耗的设计要求.关键词:逐次逼近式模数转换器;比较器;开关时序;积分非线性;低功耗中图分类号:TN432文献标识码:A文章编号:1008973X(2006)12215305Lowpowerhighprecisionsuccessiveapproximationregisteranal
3、ogtodigitalconverterYUANXiao2long,ZHAOMeng2lian,WUXiao2bo,YANXiao2lang(InstituteofVeryLargeScaleIntegrateCircuitDesign,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)Abstract:Toachievehighprecision,lowpowerdissipationandlowcostofdynamicanalog2digitalconvert2ersinmoderndigitalandanalog2mixedsignalsystem,
4、asuccessiveapproximationregisteranalog2to2digital3converter(SAR2ADC)of10bitsand200×10samples/swasproposed.Theswitchingsequenceoftheswitchedcapacitordigital2to2analogconverter’scapacitorarraywasoptimized,theoffsetcancellationtech2niquewasadoptedinthesample2and2holdcircuit,andthepre2gainandlatchsta
5、geswereintroducedinthecomparatordesign.Thechipwasfabricatedinstandarddigitalcomplementarymetal2oxide2semiconductorprocess.Testingresultsshowthatintegralnonlinearityoftheconverterislessthan1least2significant2bit(LSB),differentialnonlinearityislessthan0.5LSB.Andthatsignaltonoiseratioof59dBwith191Hz
6、inputsignaland200kHzclockfrequencyisachieved.ThepowerdissipationoftheADCis2.5mWat5V2supplyvoltageandthedieareaisabout1.3mm.TheproposedconvertermeetstherequirementsofhighlinearityandlowADCpowerdissipation.Keywords:SAR2ADC;comparator;switchingsequence;integralnonlinearity;lowpower在现代数字系统中常需进行模拟与数字信
7、号的cessiveapproximationregisteranalog2digitalcon2转换,因此,模数转换器(analog2to2digitalconvert2verter,SAR2ADC)具有功耗低,面积小等优点,尤er,ADC)是系统构成中的重要模块,往往对系统的其因制造工艺与现代数字CMOS工艺的兼容性好,性能产生重要影响.与流水级,Sigma2Delta等类型易于在较低的工艺成本下实现,可广泛应用于现代的模数转换器
