逐次逼近A/D转换器综述

从逐次逼近A／D转换器（SA-A／D）的工作原理出发，分别对其核心模块D／A转换器和比较器进行了讨论。SA-A／D转换器中的D／A转换器可分为电压定标、电流定标和电荷定标三种，重点分析了三种目前应用较多的并行电容、分段电容和RC混合结构。SA-A／D转换器中的比较器可分为运放结构比较器和锁存（latch）比较器，实际常常使用这两种结构级联的高速高精度比较器，并配合失调校准技术，达到较高精度。最后，简要总结了SA-A／D转换器的研究现状，阐述了其在精度、速度和功耗三个方面的发展状况。     

一种串行逐次逼近10位 D/A转换器

首先对几种形式的D/A转换器进行了比较,设计了一种电容型D/A转换器。这些电容在逐次逼近结构中构成二进制权阵列。这种结构的D/A转换器动态范围大、建立时间短,精度易于保证;且它的温度系数、电压系数、功耗及面积均优于电阻型D/A转换器。在Cadence SpectreS环境下进行仿真验证,该转换器信噪比为49 dB,积分非线性为±0.5 LSB。     

一种8通道12位逐次逼近式A/D转换器的设计

设计实现了一个8通道12位逐次逼近式A/D转换器。A/D转换器内部集成了多路复用器和并行到串行转换寄存器、复合型D/A转换器,实现数字位的串行输出。整体电路采用HSPICE进行仿真,转换速率为133 ksps(千次采样每秒),转换时间为7.5μs。通过低功耗设计,工作电流降低为2.8 mA。芯片基于0.6μm BiCMOS工艺完成版图设计,版图面积为2.5 mm×2.2 mm。     

一种基于电流输出DAC的逐次逼近A/D转换器

设计了一种12位逐次逼近A/D转换器.该A/D转换器具有四种信号输入范围,利用电阻网络使不同量程的模拟输入与内部DAC输出范围保持一致,从而使用相同的比较器和基准实现对不同范围输入信号的A/D转换;采用一种新型分段电流源结构,利用电流信号实现内部DAC及逐次比较功能.该电路采用2 μm LC2MOS工艺实现,其积分线性误差(INL)和微分线性误差(DNL)均为±1/2 LSB,最大转换时间为12 μs.     

一种基于新型寄存器结构的逐次逼近A/D转换器

介绍了一种10位CMOS逐次逼近型A/D转换器。在25 kSPS采样频率以下,根据模拟输入端输入的0~10 V模拟信号,通过逐次逼近逻辑,将其转化为10位无极性数字码。转换器的SAR寄存器结构采用了一种新的结构来实现D触发器。该转换器采用3μm CMOS工艺制作,信噪比为49 dB,积分非线性为±0.5 LSB。     

六位逐次逼近型模数转换器的设计

为满足北斗多模导航SOC对中等精度、低功耗ADC的需求,本文基于Smic40工艺对六位全差分SARADC的主要功能模块进行了设计,比较器部分采用Latch结构降低功耗,通过增加前置运放减小失调电压。采用电荷重分布DAC降低了电容匹配性要求,减小了非线性误差。驱动Buffer采用折叠式共源共栅栅压浮动AB类运放,降低了整体的功耗。通过手动搭建整个逻辑控制电路,更加深刻的理解了整个系统的逻辑控制要求。     

采用两种转换模式的14位逐次逼近型A/D转换器

本文介绍了一种用 CMOS 工艺制作的14位逐次逼近型模数转换器。其高六位是用电阻分压来获得,低八位用电容电荷分配来实现,精度达到14位分辨率,转换器用于码声转换和语音信号处理。     

一种单片12位逐次逼近型A／D转换器研究

本文介绍了一种单片１２位逐次逼近型Ａ／Ｄ转换器。它能在小于６μｓ的转换时间内净０－１０Ｖ或－５－５Ｖ输入的范围的模拟电压转换成相对应的１２位数字输出在码。电路采用ｐ－ｎ结隔离标准３μｍ双极工艺制作，在－４５－＋８５℃温度范围，电路的线性误差和微分线性误差皆小于０．０１２％ＦＳＲ。     

一个8位110kSPS逐次逼近型A／D转换器

探讨和研究逐次逼近型A/D转换器(ADC).理论分析了它的原理和一般结构,给出了一个具体结构的ADC框图和多个具体的子模块电路图;并通过实验仿真,构造了一个分辨率为8位、采样速率达110 kSPS的逐次逼近型ADC,给出了具体的实验仿真结果,以此验证该电路结构的可行性.     

16位逐次逼近A/D转换器熔丝误差修调技术

提出了一种提高16位逐次逼近(SAR)A/D转换器精度的熔丝误差修调技术。该技术用于提高A/D转换器内部核心模块—16位DAC的精度,从而达到提高整个A/D转换器精度的目的。电路采用标准CMOS工艺流片。测试结果显示,熔丝误差修调后,常温下,电路的INL为2.5 LSB,SNR为88.8 dB,零点误差EZ为1.1 LSB;修调后,A/D转换器有效位数ENOB从12.56位提高到14.46位。     

一种10位120 MS/s逐次逼近A/D转换器

基于SMIC 65 nm CMOS工艺,设计了一种10位120 MS/s逐次逼近A/D转换器。电路为1.2 V电源供电,采用基于单调转换方式的改进型低功耗D/A电容阵列,相比于传统电容阵列,功耗降低了91%。采用一级动态预放大加一级动态锁存器的动态比较器,以降低功耗和提高速度。设计了与电容阵列工作方式相结合的异步逻辑控制电路,以降低外部时钟设计难度,并在控制功耗的前提下提高速度。Spectre仿真验证结果表明,在采样频率为120 MHz,输入信号频率为60 MHz时,SFDR达到81.07 dB,有效位数大于9位,具有良好的动态性能。电路整体功耗约为600 μW。     

一种3.3 V 9位50 MS/s CMOS流水线A/D转换器

设计了一种3.3 V 9位50 MS/s CMOS流水线A/D转换器。该A/D转换器电路采用1.5位/级,8级流水线结构。相邻级交替工作,各级产生的数据汇总至数字纠错电路,经数字纠错电路输出9位数字值。仿真结果表明,A/D转换器的输出有效位数(ENOB)为8.712位,信噪比(SNR)为54.624 dB,INL小于1 LSB,DNL小于0.6 LSB,芯片面积0.37 mm2,功耗仅为82 mW。     

一种12-b 125 kSPS全差分CMOS SAR A/D转换器

设计了一种基于1stSilicon0.25μmCMOS工艺的全集成SARA/D转换器。详细介绍了SARA/D转换器的基本原理、电路结构和仿真结果。该SARA/D转换器采用全差分结构,系统时钟频率为2MHz,精度12位,采样速率125kb/s,输入电压范围0～2.5V。在3.3V供电电压下,功耗为0.3mW,芯片有效面积为745μm×2000μm。     

一种改进型8位50 MSPS流水逐次逼近A/D转换器

通过理论分析和实验仿真,提出了一种基于流水线技术的逐次逼近型ADC,分析了电路原理和电路结构;阐述了如何通过流水结构来提高逐次逼近型ADC的性能.相关测试表明,设计的A/D转换器最高转换速度为50 MSPS;在0.5 MHz输入信号下的信噪谐波比为45.7 dB,在4.0 MHz输入信号下的信噪谐波比为31.6 dB.     

一种用于14 bit SAR ADC的DAC设计

本文设计了用于14bit逐次逼近型模数转换器（SAR ADC）的DAC电路。针对该DAC,介绍一种全差分分段电容阵列结构以缩小DAC的版图面积;高二位权电容采用热码控制,用以改善高位电容在转换时跳变的尖峰以及DAC的单调性;对电容阵列采用数字校准技术,减小电容阵列存在的失配,以提高SAR ADC精度。校准前,SAR ADC的INL达到10LSB,DNL达到4LSB;与校准前相比,校准后,INL〈0.5LSB,DNL〈0.6LSB。仿真结果表明,本DAC设计极大改善SAR ADC的性能,已达到设计要求。