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近年来,随着数字技术的迅速发展,信号处理系统对于模数转换器(ADC)的设计要求越来越高。目前,集成电路正向着低成本,小面积,低功耗的高度集成方向发展,故低功耗、小面积的高精度流水线模数转换器在数字信号处理器(DSP)中得到了广泛的应用和发展。 本论文对应用于DSP的嵌入式多通道12位模数转换器的设计进行了研究。通过对功耗,面积,速度,通道数等性能的折衷考虑,该模数转换器采用了9级1.5bits精度和最后一级3bits的flash ADC的流水线模数转换器结构。并采用数字校准技术对子流水线单元进行误差校正。流水线 ADC包括采样保持、sub-ADC、MDAC、时钟产生、延时对准和数字校准等模块电路。流水线ADC将系统要求转换为各级子流水单元的设计要求,完成了流水线 ADC电路设计。其中,采用了两级无补偿增益自举运放来实现低功耗,高增益,高带宽的要求;采用高速动态比较器降低功耗,并采用输入失调校正技术降低高速比较器失调电压带来的影响;采用改进型栅压自举开关提高线性度。最后,在SMIC0.18μm1P6M工艺下,利用Virtuoso完成了版图设计。 在 Linux工作环境下,基于SMIC0.18μm工艺,使用Cadence工作平台下的AMS仿真软件,完成了流水线 ADC的系统仿真。模拟仿真结果表明:当输入测试信号为0.1MHz,3V的正弦波时,采样频率为12.5MHz时,流水线ADC的SNR为72.5dB,SFDR为81.8dB,SNDR为71.3 dB,ENOB为11.55bits。总功耗约为67mW,总面积为1 mm×1.3mm,良好的满足设计要求。