随着传感技术及数字处理技术的飞速发展,模数转换器(ADC)逐渐成为现今的应用电子设备以及通信设备的核心模块,低功耗,高精度的模数转换器也成为研究模数转换器的主要发展趋势。Successive Approximation Register,SAR(逐次逼近寄存型)ADC因具有功耗低,面积小等优势,是实现低速传感器模块中的首要选择。然而由于结构的限制,单级SAR ADC很难满足高分辨率的需求,因此需要集成多级SAR ADC以提高整体ADC的分辨率。然而随着ADC分辨位数的增加,ADC内部电容的大小呈现指数增加,电容阵列中的单位电容的受KT/C噪声的限制,因此内部电容阵列将占据了很大的面积并且导致电容的失配。电容的失配也会导致SAR ADC的无法达到较高的精度。此外,SAR ADC要完成转换,必须经过指定的时钟周期,才能输出有效的数据。因此该运行方式明显的制约了SAR ADC的速度。为了解决上述问题,本文提出一种采用流水线运行方式的两级SAR ADC,来缩短多级SAR ADC的转换时间。此外本文还采用了C-2C的电容结构,以解决分辨率提高后带来的电容不匹配的问题并且节省了芯片的面积。最后为了进一步提高ADC的分辨率,本文还采用了过采样的方法,在数字电路的基础上有效的提高SAR ADC的分辨率。本文设计的SAR ADC的供电电压为5V,采样信号频率为38kHz,输入正弦信号频率为1kHz。仿真结果表明该ADC系统的总功耗约为15mW,积分非线性(INL)小于0.5 LSB,有效位数至少为19位。