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模数转换器(ADC)实现了自然界模拟信号到数字信号的转换,使得用数字形式处理各种模拟信号成为可能。由于数字信号在处理、存储和传输等方面具有独到的优势,对高性能模数转换器的研究也变得尤为必要。逐次逼近型(SAR)模数转换器可以实现较高的分辨率(8-16位)和中等的转换速度(小于5M),并具有功耗小成本低等特点,因此在一些领域中得到了广泛的应用,比如便携式电子设备,生物医学仪器,无线传感网络等领域。本文的核心工作是实现一款带有数字校正功能的12位,125K采样速率的逐次逼近模数转换器。文章从研究ADC的基本原理展开,介绍了各种类型ADC的工作特点以及衡量ADC系统性能优劣的一些参数。在分析了目前业界对SAR ADC电路的研究方向,并研究了一些已有电路结构的基础上,本文对SAR ADC电路内部重要模块,主DAC的结构进行了优化,提出了一种电阻电容混合的三段式主DAC结构,其中高5位和低4位采用电容阵列结构的电荷按比例缩放子DAC,中间3位采用电阻串结构的电压按比例缩放子DAC。与三段全电容结构相比,这种结构只引入了一个非单位电容值的缩放电容,减少了电容失配来源,且相对于两段全电容结构又大大减小了芯片面积。结合这种DAC自身的结构,本文引入了对其高位电容失配进行校正的算法,并对校正电路的误差采样、量化、运算、存储和校正等步骤的工作原理做了细致的分析。本文基于0.18μm1P6M1.8V/3.3V工艺对SAR ADC系统的具体电路做了设计仿真。文中给出了系统内部主要电路模块的设计细节和仿真结果。用预放大器加锁存器的结构实现了高速高精度比较器的电路设计,采用失调消除技术消除比较器的电压失调；模拟电压缓冲器采用折叠套筒加推挽输出两级结构的放大器来实现,达到了高增益和驱动大电容负载的目的。最后,对本次设计的SAR ADC电路进行了系统仿真。结果表明在125K采样速率下系统能够正常工作。系统的DNL小于0.3LSB。输入信号频率在9.2KHz情况下测得系统静态工作电流为3.1mA,动态仿真结果显示SNR=75dB, SFDR=81dB, ENOB=10.6位。整体电路版图面积为726×580μm2,其中主DAC与校正DAC部分面积为139×a139μm2。