系统级芯片(SoC: System on Chip)的不断发展,在推动微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)、微机械电子系统(MEMS)的发展的同时,也推动了嵌入式模数转换技术的发展。作为自然界模拟信号与计算机可处理的数字信号的交互界面,嵌入式ADC涉及到通信、交通运输、医疗设备、数据采集系统、工业工程控制等诸多方面,成为嵌入式系统不可或缺的重要模块之一。为了满足嵌入式系统对ADC的面积小、功耗小、易实现等要求,本文采用逐次逼近型电路结构,设计了一款10位8通路输入的模数转换器,设计整体分为模拟与数字两个子系统,模拟子系统包括模拟多路复用器、缓冲放大器、偏置电路、比较器、复合型DAC。其中,缓冲放大器采用轨至轨输入的电压跟随器结构,使其可在电源电压至地的范围内对信号进行无误差传输;比较器采用三级级联、自动较零的高速比较器结构,不仅实现了高增益,还减小了传输延迟,其比较精度为3mV;DAC采用了电阻分压及电荷分配相结合的复合结构,其中高七位采用等值电阻分压结构,低三位采用电荷分配结构。这种分段复合的结构不断避免了大电容引入的匹配性问题,还缓解了由于制造工艺带来的电阻误差所引起的精度下降问题。数字子系统包括逐次移位寄存器、状态机及时序控制逻辑,其中逐次移位寄存器为系统提供二进制逐次逼近算法;状态机根据需要,控制系统在系统空闲、缓冲放大器采样、缓冲放大器旁路采样、逐次逼近转换四个工作状态下工作;时序控制逻辑则根据系统的不同工作状态,来控制系统的工作时序。本设计由双电源供电,其中模拟电压为3.3V,数字电压为1.8V。电路版图采用和舰公司的0.18μm工艺完成了关键模拟子电路的版图设计。