【摘 要】
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模数转换器（Analog to Digital Converter,ADC）作为物理世界和数字世界之间的接口,在通信、能源、医疗保健和仪器仪表等领域发挥着关键作用。集成电路飞速发展,世界步入万物互联的时代,手机和一系列可穿戴式设备成为人们日常生活中离不开的一部分,诸多应用对ADC的功耗提出了更高的要求。因此,现阶段进行低功耗ADC的研究是具有现实意义的。随着集成电路与工艺的更新进步,逐次逼近模数转
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模数转换器（Analog to Digital Converter,ADC）作为物理世界和数字世界之间的接口,在通信、能源、医疗保健和仪器仪表等领域发挥着关键作用。集成电路飞速发展,世界步入万物互联的时代,手机和一系列可穿戴式设备成为人们日常生活中离不开的一部分,诸多应用对ADC的功耗提出了更高的要求。因此,现阶段进行低功耗ADC的研究是具有现实意义的。随着集成电路与工艺的更新进步,逐次逼近模数转换器（SuccessiveApproximation Register ADC,SAR ADC）凭借其近数字化的结构,和其它架构的ADC相比实现了更高的能效,在低功耗领域上成为学术界和产业界的热门研究对象。但是在传统的SAR ADC中,对信号的量化是高位依次到低位,存在多余的电容翻转造成功耗的浪费,而且对比较器功耗的不合理分配进一步导致整体系统能效的下降。本文针对低压下的低功耗SAR ADC关键技术进行研究分析,设计了一款0.5V电源电压下10位8MS/s的低功耗SAR ADC。在这款ADC的设计中,深入分析ADC的主要功耗来源,提出了一种采用预量化的技术,以较小的代价跳过多余的电容翻转。其次采用了双比较器的结构,研究改进了动态比较器并合理分配两个比较器的噪声和功耗,进一步提升了整体能效。最后,整体电路在28nm工艺下实现,电源电压为0.5V,采样频率为8MS/s,在tt的工艺角环境下仿真,输入信号频率接近奈奎斯特频率时,ADC的信噪失真比（SNDR）为58.50d B,无杂散动态范围（SFDR）为76.28d B,功耗为3.817μW,品质因数为0.69f J/conv.-step。
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