随着电子计算机的广泛应用，以及信息论、数字信号处理等新兴科学的发展成熟，人们越来越多的需要将模拟信号向数字信号进行转化，因而模数转换(ADC)也就成为现代信号处理系统中非常重要的模块，它是现实世界中模拟信号向数字信号转换的桥梁，应用十分广泛。针对不同的应用领域特点，模数转换器可能会采用不同结构。随着信号处理技术的飞速发展和模数转换器应用领域的不断扩大，人们对模数转换器的速度、分辨率、功耗、信噪比、动态范围等性能提出了更高的要求。本文对各种结构模数转换器(ADC)的性能进行了分析和比较，选择了折中性能比较好的逐次逼近寄存器结构的模数转换器(SAR ADC)作为研究重点。SARADC是采样速率低于5Msps的中等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。这些特点使其具有很宽的应用范围，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。在本设计中，采用0.6μmCMOS工艺，单电源电压为2.5V，设计了10位逐次逼近寄存器型模拟数字转换器。在设计的过程中采用了一些技术，保证电路处理模拟信号的速度和精度。采样保持电路中采用了虚拟开关技术，减小了开关电荷注入而引入的非理想性特性；采用了差分跨导运算放大器，这个放大器采用了米勒补偿的调零电阻，具有很好的增益和带宽；电压比较器采用的是开关前置放大器加再生比较器的结构，具有较小的回馈噪声且能用于低电源电压的电路中而不降低增益和带宽。寄存器及数字控制逻辑完全采用的是D触发器来存储和控制，简化了控制电路。整个电路在软件上通过了系统级的仿真，仿真结果表明：该ADC的分辨率达到10位，最高采样速率1Msample/s，功耗为3mW。