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伴随着多媒体市场以及电子科学技术的快速发展,数字信号处理技术进步迅猛。但是自然界中的很多信号,比如温度、压力、声音、速度等物理量都是模拟信号,所以我们就需要模数转换器ADC(Analog-to-Digital Converter)实现数字和模拟信号的转换。MCU就是我们日常生活中所用的单片机(微控制单元Microcontroller Unit)。它集成了内处理器(CPU)、存储器(RAM、ROM)、计数器、以及I/O端口为一体的一块集成芯片。逐次逼近模数转换器(SARADC)是中速中精度的模数转换器,一般应用在8~16位,5MS/s以下的领域里。在目前的CMOS工艺下,SARADC可以实现较小的芯片面积和较低的芯片功耗,所以在速度、精度、成本以及功耗等各个方面具有综合的优势,特别适合应用于MCU的ADC接口。为了提高MCU的利用率,作为接口的ADC需要在尽量小的芯片面积下处理尽可能多的环境信号,因此本文设计了一个16通道的SARADC,主要分成DAC模块,比较器模块,SAR逻辑模块。根据应用指标的需要,确定了 DAC采用R-C结构,选择高五位用温度计编码的电容阵列,低七位用R-2R电阻梯形结构。采用此种结构,不仅可以省略采样电路从而减少芯片面积,也可以简化了电路的设计复杂度。同时在时序控制上,通过非交叠控制信号和部分延时采样技术避免了短路回路和电荷注入现象。而对于比较器模块而言,本文提出了一种有三级预防大电路加锁存比较器的结构,这种结构可以尽可能地发挥运算放大器和锁存器的特点,加快比较的速度。同时在设计的过程中,考虑了输出失调电压的消除技术。本文采用GSMC 130 nm E-flash工艺来实现12位1 Msample/s的SARADC,模拟电源3.3 V供电,数字电源1.5 V供电。版图设计之后,面积为626*558 μm2。通过实际测试验证,功耗为2mW.在单端模式下,有70个失码,DNL=+4.1/-1LSB,INL=+13/-2.5LSB,SNR=64.49 dB,SNDR=55.19 dB,ENOB=8.87 bit。在双端模式下,有 130 个失码,DNL=+1.7/-1 LSB,INL=+4.3/-6.1 LSB,SNR=163.05 dB,SNDR=51.48 dB,ENOB=8.26 bit。芯片实测结果和仿真有一定差距,本文进行了一定的分析。