【摘 要】
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随着CMOS工艺技术的不断发展,高性能模数转换器在无线体域网、物联网、图像传感和无线通信等领域得到了越来越广泛的应用。逐次逼近型模数转换器（Successive Approximation Analog-to-Digital Converter,SAR ADC）具有低功耗、设计简单等优点,但因其串行转换的特点,所以转换速率较慢,因此适用于中低速度中等精度方面的应用。流水线型模数转换器（Pipeli
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随着CMOS工艺技术的不断发展,高性能模数转换器在无线体域网、物联网、图像传感和无线通信等领域得到了越来越广泛的应用。逐次逼近型模数转换器（Successive Approximation Analog-to-Digital Converter,SAR ADC）具有低功耗、设计简单等优点,但因其串行转换的特点,所以转换速率较慢,因此适用于中低速度中等精度方面的应用。流水线型模数转换器（Pipeline ADC）因其能同时实现高精度和高速度的特点,被广泛应用于高速高精度方面的应用,但是其功耗较高。为了提高SAR ADC的转换速率,本文提出了一种新型2.5-bit/cycle的转换技术。将该技术与SAR ADC相结合,设计了一款适用于高速低精度应用的7-bit分辨率、50MS/s采样率的SAR ADC。还将该技术与Pipeline-SAR ADC相结合,设计了一款适用于高速高精度应用的14-bit分辨率、40MS/s采样率的Pipeline-SAR ADC。另外,本文实现了一种用于提高Pipeline-SAR ADC线性度的蝶形随机化算法。在XFAB 0.18-μm CMOS工艺下实现的SAR ADC,核心部分面积为600μm×260μm,在1.8V供电和50MS/s采样率下,后仿结果表明该款ADC的有效位数为6.63bits,无杂散动态范围为58.3d B,功耗为1.62m W,品质因数为327f J/conv-step。在XFAB 0.35-μm CMOS工艺下实现的Pipeline-SAR ADC,在3V供电和40MS/s采样率下,前仿结果表明该款ADC的有效位数为13.8bits,无杂散动态范围为96.4d B,功耗为110m W,品质因数为0.19p J/conv-step。
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