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随着通信网络和物联网的发展,无线通信系统的需求愈来愈多。低功耗超高频RFID技术在这种背景之下,逐渐成为研究热点。RFID技术具有低功耗、高速率和低成本等优点,在物联网、通信、数字视频信号处理以及高速以太网中都有广泛的应用前景。基于RFID系统高速率、低功耗的设计目标,本文设计了一种高精度高采样率低功耗的模数转换器(ADC)。本文模数转换器的设计采用流水线型的结构,这种设计可以满足超高频RFID系统的高采样率和低功耗的设计要求。在本文的设计中,详细地分析了流水线模数转换器各个模块的电路组成以及限制流水线模数转换器性能的影响因素,包括增益自举型运算放大器、栅压自举开关、动态比较器以及提供稳定参考电压的带隙基准和线性稳压电路。在流水线模数转换器的电路结构上,本文选择了1.5比特／级的量化结构,多余的冗余位使流水线模数转换器实现了自校准的功能。通过使用运放共享和负载电容按比例缩小技术,减少了模数转换器中运放的数目及其负载电容的大小,从而减小了流水线模数转换器中运算放大器的功耗,实现低功耗的设计目标。对于运放共享结构设计,本文将采样保持电路和第一级余量增益电路进行运放共享,后面8级余量增益电路的相邻两级实现了两两运放共享,最后一级通过全并行模数转换器实现2比特的量化输出。在本文的设计中,还对实际系统应用的电源稳定性和温度补偿做了分析,使得本设计的模数转换器在电源电压2.0V-3.3V范围内,核心流水线模数转换器有1.8V的稳定供电电压。本文通过采用流水线结构,设计了1.8V电源电压下基于TSMC 0.18μm 1P4M CMOS工艺的11位100MS/s采样率的模数转换器。通过采用运放共享技术实现了芯片功耗和面积的减少与优化。本文采用了改进型栅压自举开关,来提高开关的线性度和分辨率,以及通过设计增益自举运放来提高运放增益。ADC核心的版图面积是0.65mm2,核心功耗为52mW。采样频率为100MS/s时,10MHz输入信号下,SFDR达到78dB,SNDR达到66.6dB,有效位数达到10.8位。