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随着新一代信息技术物联网的快速发展,其重要组成部分无线传感网络(WirelessSensor Network,WSN)也受到了广泛关注,关于WSN的研究也越来越热门。低功耗技术是构建无线传感器网的硬件和软件设计的核心。因此,研究并设计应用于WSN节点的低功耗的无线射频收发芯片具有重要的意义。模数转换器(Analog to DigitalConverter,ADC)是信号处理的核心组成部分,是无线射频收发芯片的关键模块。
本文采用TSMC0.18μm RF-CMOS工艺,设计了应用于WSN节点的7位,16MS/s的模数转换器。模数转换器采用了电荷重分配型逐次逼近结构。低功耗设计采用了动态比较器、比较-单边缩减的开关次序和异步时序控制技术。采用电流源偏置的比较器结构消除了比较器的动态失调。论文分析了电容阵列失配、电容阵列功耗和比较器失调,给出了电路设计、前仿真、版图设计和后仿真,后仿真结果显示:1.SV电源电压下,当输入峰峰值为1.6V,频率为3.03125MHz的正弦波信号和16MHz的时钟信号时,得到SNDR和SFDR分别为43.83dB和59.08dB,有效位为6.988bit,DNL范围是-0.322LSB~0.326LSB,INL范围是-0.149LSB~0.287LSB,总功耗为0.62mW。
本文设计的ADC功能正确,具有低功耗的特点,可应用于WSN射频收发芯片或者其它无线射频收发芯片中。