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随着电子信息技术的进步,无线通信技术的应用领域不断拓宽。高频信号经过低噪运放、混频器、滤波器等后,要被转换成数字信号供后续处理。作为模拟信号和数字信号之间的桥梁,一个好的模数转换器(ADC)模块是至关重要的。本文设计并实现了一款10-bit,1MS/s采样率的逐次逼近型模数转换器电路,该电路采用电容-电阻混合模式,具有低功耗的特点,可应用于射频无线载波通信领域。根据常用ADC结构对比,考虑到低功耗、高精度、小面积的要求,ADC采用C-R混合结构。高6位MSB采用电荷按比例缩放,低4位LSB采用电压按比例缩放。为了有效对抗噪声、干扰,还采用全差分的对称结构。在低位电压式的设计中,本文没有使用常用的3-8译码器,减少了开关过多对精度的影响。LSB的电压式接法不使用温度计编码,而使用一种渐进式的接法。此外,全差分的分压式接法一般有两条电阻串,本文只用一条电阻串,是牺牲权重来减小功耗。比较器的差分输入端,被交替施加两组采样电压。逐次逼近逻辑的核心是二进制搜索算法,能够根据上一位的比较器输出结果,控制对应开关开闭,完成比较器两端的采样电压的逐次逼近。比较器输出的编码,经过数字逻辑电路处理,作为ADC模块的输出编码。该电路经过七章阐述,主要模块包括DAC模块(第三章)、比较器(第四章)、采样/保持电路、参考电压缓冲器(第五章)、数字控制部分(第六章)。上述这些模块和开关电路模块、环境匹配的电容电阻等一起构成整个ADC电路。最终本文完成了一个混合式10bits SAR ADC从电路设计到流片的设计过程展示。得到的ADC采用0.18μm工艺,可工作在16MHz时钟下,输入信号范围1-500KHz,转换速度1MS/s,前仿DNL=±0.2LSB,INL=±0.5LSB。在输入为200KHz条件下,SNR=60.88dB,SNDR=60.55dB,ENOB=9.77bits。此外,电路静态功耗42.15μW,动态功耗0.79mW,版图面积0.17625mm2,后仿ENOB=8.83bits。ADC模块能较好地将一对前置滤波器或可编程增益放大器输出的模拟差分信号转化成10位数字编码。