触摸控制中高精度低功耗SAR-ADC的研究与设计

论文摘要

随着科技的飞速发展,尤其是工艺的不断进步,数字信号处理技术越来越成熟,已经远远超过了模拟信号处理技术,例如:我们可以使用强大、灵活而可靠的数字信号处理（DSP）器来对数字信号进行处理。真实世界中的信号都是模拟量,这样就要求我们把模拟信号变换为数字信号,因而模数转换器（ADC）就变得非常关键。模数转换器在当今世界的大部分应用领域中是一个及其关键的模块,是模拟系统与数字系统接口的关键部件,长期以来一直被广泛应用于通信、军事及消费电子等领域,从诸如扫描仪之类的价格敏感的消费品到各种各样工业图像处理产品,再到超高速军用通信。在很多应用中,模数转换是性价比的决定因素,因此对ADC元件功能的优化及其重要。随着计算机和通信产业的迅猛发展,ADC在便携式设备上的应用发展迅速,正逐步向高速、高精度和低功耗的方向发展。逐次逼近寄存器型（SAR）的模拟数字转换器（ADC）是采样速率低于5 Msps的中等至高分辨率应用的常见结构。SAR-ADC的分辨率一般为8位至16位,具有低功耗、小尺寸等特点。这些特点使SAR-ADC获得了很广的应用范围,例如便携式电池供电仪表、笔输入量化器、工业控制和数据信号采集器等。本论文设计了一个12位全差分逐次逼近模拟数字转换器,该设计采用0.6μm 2P2M混合CMOS工艺,使用Cadence Spectre工具,对整个ADC进行电路设计、仿真、后仿真以及结果分析。分析结果表明本设计完全达到了预计的精度和速度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 研究的背景、方向和意义
• 1.2 论文的工作目标
• 1.3 论文的结构介绍
• 2 ADC 系统结构的设计
• 2.1 各种类型ADC 的比较
• 2.2 SAR-ADC 的工作原理
• 2.3 DAC 结构的介绍
• 3 SAR-ADC 电路的设计
• 3.1 DAC 的设计
• 3.2 比较器的设计
• 3.3 SAR 和控制电路的设计
• 4 电路的仿真及分析
• 4.1 比较器的仿真及性能分析
• 4.2 ADC 的仿真及性能分析
• 5 总结
• 致谢
• 参考文献