12位逐次逼近型A/D转换器的设计

在现代先进的电子系统的前端和后端都将应用到A/D转换器,以改善数字处理技术的性能。在各种A/D转换器中,逐次逼近型A/D转换器是采样率低于5 Msps（每秒百万次采样）的中等至高等分辨率应用的常见结构。由于逐次逼近型A/D转换器具有低功耗、小尺寸的特点,因此有很宽的应用范围,例如便携/电池供电仪表、笔输入量化器、工业控制和数据/信号采集器等。 本文设计了工作在2.7 ~ 5.25 V单电源电压下,典型吞吐率达1 Msps的12位、高速、低功耗的逐次逼近式A/D转换器。D/A转换器和比较器的性能对逐次逼近式A/D转换器的性能影响很大,因此本文主要研究D/A转换器和比较器的设计,只要这两部分的设计满足一定的性能要求,逐次逼近A/D转换器就能很好的工作。 设计中D/A转换器采用了加电容分压器的电荷分布式结构,在扩展并行D/A转换器分辨率的同时大大节省了芯片面积。设计的比较器结构是低增益、高带宽的前置放大器后面再紧跟一个动态锁存形式,既满足了高速比较的要求,又有效降低了功耗。 在高分辨率的A/D转换设计中,采样/保持电路的设计也是非常重要的,本设计采用了下极板采样技术,可以有效地避免电荷注入效应引起的信号失真。 仿真结果表明,设计的高速比较器、D/A转换器满足12位A/D转换的要求,逐次逼近A/D转换器可以正常的工作。