低压低功耗SAR ADC研究与设计

发布时间：2020-12-12 16:19

　　模数转换器（Analog-to-Digital Converter,ADC）是绝大多数电子系统中必不可少的模块,而模数转换器的性能也较大程度地制约着电子系统的整体性能。在模数转换器的各种结构中,逐次逼近寄存器（Successive Approximation Register,SAR）ADC因为其系统结构简单且不需要大功耗的模块,使其在低功耗的应用方面远超其它结构。并且,随着集成电路先进工艺的发展,电源电压越来越低,MOS管的本征增益也逐渐降低,这使得传统纯模拟电路设计挑战越来越高。而SAR ADC由于其高度数字化的结构,使得它在先进工艺下性能越发出色,成为当前模数转换器领域内的研究热门。移动电子设备的能源供给普遍来自于电池与能量采集模块,设备的持续使用时间严重影响用户的使用体验,所以低压低功耗SAR ADC的研究成为了必要。SAR ADC的基本组成模块有:采样电路、电容阵列、比较器以及控制逻辑。本文逐模块地详细分析了各模块的性能对SAR ADC整体的影响,并且针对限制SAR ADC低压低功耗性能的瓶颈进行了分析和改进,并通过模型、电路仿真以及测试等手段对本文中的设计和分析进行验证。采... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：124 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-2时钟泵升电路

图 1-3 多级级联自举电路压下虽然可以用时钟泵升电路来实现采样，但如果 ADC 系结果时，简单的时钟泵升电路已无法满足设计需要。由于 Mer 提出的自举电路无法实现多级级联，也无法满足设计指标的

将传统电容阵列中的高位电容每一位都分裂成均等的两个子电容。在每一次的翻转阶段只需要翻转其中一个子电容即可，并且每一对电容阵列在一次采样周期内仅需要进行一次翻转，这样就节省了大量的翻转能量。

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种用于无线收发机的11 bit 150 MS/s Sub-range SAR ADC IP[J]. 何秀菊,薛春莹,王亚,李福乐,张春,姜学平.  微电子学与计算机. 2017(05)
[2]用于植入式医疗装置的逐次逼近式模数转换器[J]. 张鸿,张牡丹,张杰,赵阳,张瑞智.  西安交通大学学报. 2015(02)
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本文编号：2912896