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《华中科技大学》 2007年
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12位逐次逼近型A/D转换器的设计

郑烷  
【摘要】: 由于数字电子技术的迅速发展,尤其是数字计算机和信号处理技术赋予了数字电路强大的处理信号和数据的功能。因此,越来越多的信号处理工作趋向于在数字领域来完成。要用数字电路来处理模拟信号,首先要将模拟信号转换成数字信号。因此,作为模拟信号和数据信号的接口模数转换器(ADC)的重要性日益突出。 本文设计的芯片是精度为12位、采样率为125KHZ、电源电压为2.7~3.6(V )、最大功耗为1.8mW的逐次逼近式模数转换器(SAR ADC)。因此,高精度、低功耗、小面积是本文电路的主要设计思路。 SAR ADC的一个主要模块——DAC,在本文中采用2级式电荷重分配式DAC。通过研究这种结构总DAC的精度和2个子DAC各自的精度之间的关系,以及工艺的匹配特性,设计了2个子DAC各自的最佳位数分别为4和8,它们的单位电容的尺寸分别为39*39(u m 2)和19.5*19.5(u m 2)。兼顾了高精度、小面积的设计目标。 作为SAR ADC的另一个主要模块——比较器。为达到精度和速度的要求,并尽量减小功耗的目的,本文的比较器采用了多级预放大加一级高增益放大器的结构;并采用输出失调存储技术,来消除比较器的失调电压。 DAC的电容阵列被作为采样电容和采样保持电路共用,同时采用下极板技术和全差分技术来提高采样的精度。 各个模块设计完成后都通过在Cadence下进行Specter模拟仿真,使得每个模块的性能指标都满足设计要求。然后,结合数字电路进行电路整仿,电路性能达到设计指标。 最后,基于Xfab 0.6um CMOS工艺完成了版图设计。并通过DRC、LSV验证,然后,进行了电路的后仿,仿真结果满足设计指标。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN792

【参考文献】
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