在混合信号系统中,模数转换器(ADCs)是负责将模拟信号转换成数字信号的器件,在集成电路日益数字化的今天,它的应用领域不断扩大。流水线模数转换器(Pipelined ADC)因其在高速高精度低功耗方面的优势,更是得到了广泛的应用。本文主要针对应用于监控领域的CMOS图像传感器进行研究,并基于移动检测原理设计了一款10位精度5M采样率的流水线ADC,设计基于SMIC 0.18μm CMOS工艺。流水线模数转换器采用SHA以及9级MDAC的电路结构,其中MDAC电路采用传统的1.5bit每位结构,在设计之前,通过Matlab Simulink对该系统建立模型,在此过程中逐一考虑了KTC噪声、OTA增益误差、比较器误差等非理想因素对系统精度的影响,并通过相应的系统仿真,确定了各级采样电容值、OTA增益值等设计指标。本论文的设计重点在于移动检测型CIS中流水线模数转换器的低功耗实现,主要从系统架构以及电路结构两方面来体现。在系统架构方面,根据相临两帧图像信息是否改变决定流水线ADC工作在开启模式或关闭模式,仿真表明,关闭模式下功耗仅占开启模式下功耗的32%。在电路结构方面,采用功耗较小的折叠式共源共栅运放做为各级主运放;通过在流水线的前几级进行采样电容尺寸缩放,降低运算放大器的带宽要求,进而减小系统功耗;每级MDAC中选择不消耗静态功耗又满足系统要求的动态比较器得到数字码;综合考虑系统功耗与噪声要求优化每级采样电容值与运放的工作电流。对所设计的流水线ADC进行系统仿真,当输入1/50采样频率下的测试信号时,其有效位数为9.9位,开启模式下功耗为1.83mW。并对所设计的ADC进行了仔细的版图设计。