在混合信号系统中,A/D转换器是十分关键的部分。A/D转换器有奈奎斯特A/D转换器和过采样A/D转换器两类。混沌编码A/D转换器属于奈奎斯特A/D转换器。利用混沌系统的初值敏感性,能把两个非常接近的初值转化为两条明显分离的混沌轨道,通过轨道的分离量来检测初始值,达到高分辨率的要求。 根据混沌传感机理以及混沌检测电路的研究现状,本文从原理入手,系统分析了混沌检测电路的功能和特性。采用上华DPDM 0.6um CMOS工艺,按照集成电路正向设计的工作流程进行电路设计。首先根据功能划分各子模块,如采样电路、比较器、时钟电路、逻辑控制模块、基准电压和偏置电路等,同时确定各子模块的性能参数,根据性能参数对各子模块进行结构设计和参数调整,并用spectre进行模拟验证。通过仿真得到一款时钟频率500kHz,分辨率14位的混沌编码A/D转换器。 由于混沌系统也存在参数敏感性,参数的波动会产生检测误差,因此对系统电路进行参数分析。分析失调、MOS开关的寄生参数效应、充放电电流比例、电源噪声对A/D转换器的精度的影响,并提出相应改进措施。 最后对电路的几个关键模块如比较器、逻辑控制模块、时钟模块进行版图绘制。由于其电路简单、分辨率高、具有∑-ΔADC那样对集成电路工艺完整性要求低的优点,使得混沌A/D转换器可以应用于SOC中模数转换器IP核的设计。