模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)是可以将模拟信号转换为数字信号的一种电路。模拟信号是连续变化的信号,数字信号则是离散变化的。根据处理信号类型的不同,集成电路可以大致分为两种:模拟电路和数字电路。因为集成度较高、功耗较低、适应性及可移植度高和抗干扰能力较强等原因,数字电路的应用较模拟电路要更为广泛,在集成电路行业中逐渐形成了“大数字小模拟”的趋势。但是因为自然界中大部分的信号都是模拟信号,如温度、声音等。所以若要广泛应用数字电路,ADC的信号类型转换功能是必不可少的。为了适应不同应用场合的具体需求,ADC也有各种不同的类型,包括Sigma-Delta ADC、流水线型ADC、快闪型ADC和逐次逼近式(SAR)ADC等。其中SAR ADC因其功耗小和占用芯片面积小的特点,在便携式消费电子产品飞速发展的今天,越来越被学术界和产业界重视。但由于SAR ADC在工作时常会受非理想因素的影响而导致其性能受到限制,需要采取校准算法来抵消非理想因素的影响来提升其性能。本论文在详细介绍了SAR ADC的性能指标、电路结构、基本工作原理、各种非理想因素的来源和对应的措施后,针对SAR ADC中通常而言对性能影响最大的电容阵列中的电容失配提出了一种新型的基于伪随机序列注入的数字后台实时校准算法。并且在校准算法中采用电压判断模块和增加冗余位电容来消除可能出现的伪随机序列不完全注入的问题,在校准算法的提取电容失配的相关操作中通过采用乘积的符号位来代替具体的乘积结果来做运算大大减小了硬件电路的复杂度和校准算法所需要的芯片面积与电路资源。在分析了SAR ADC各种不同的结构和校准算法中不同设置参数的影响后,确定整体的校准方案并着手对校准算法效果特别是收敛速度和校准精度进行优化。本文以一个采样频率为125MHz的双端输入的带有电容失配的12-bit SAR ADC为例来验证所提出的校准算法的可行性以及评估校准算法的最终校准效果。本校准算法在设计完成后先进行MATLAB仿真,验证功能正常后用硬件描述语言写成RTL代码后使用Modelsim进行功能仿真,功能仿真通过后使用Vivado采用软件和硬件结合的方式将校准算法烧录到FPGA板子上进行上板测试。上板测试的最终结果为:校准后信号噪声比(SNR)为72.39 dB,有效位数为11.73 bits,算法被验证是可行的。