导　　师： 贺小勇

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 近年来,可穿戴设备及可植入式医疗设备成为发展趋势,市场前景广阔。但这些设备,尤其是能量自激型的可植入式设备,对功耗的要求十分苛刻。ADC是可穿戴设备及可植入式医疗设备芯片必不可少的部分,而逐次逼近型(SAR)ADC因其低功耗的特点,广泛应用于这些芯片当中。但SAR ADC功耗随着精度提高而增加。如何降低高精度SAR ADC的功耗成为一个研究方向。本文对传统SAR ADC的实现方式进行研究,找出了传统设计在高精度下影响功耗的不足之处,并综合了其他论文提及到的降低电荷再分布型DAC、比较器和逐次逼近逻辑功耗的方法,研究并设计了一个12位的高精度低功耗SAR ADC。本文通过改进传统实现方式中的不足,以及结合其他论文中降低SAR ADC的方法,设计出符合要求的SAR ADC。本设计采用降低功耗的方法包括:DAC使用分段电容阵列减小总电容大小降低转换功耗;改进转换方法防止DAC输出超出电源电压范围避免使用额外的升压电路,同时一定程度上降低转换功耗;令DAC在上一步得出比较结果后立即更新输出,使比较器中的前置放大器有适当的时机复位,降低放大器对速度的要求因而减小其静态电流和功耗。本文还给出了所设计的低功耗高精度SAR ADC各部分,包括电荷再分布型DAC、比较器和逐次逼近逻辑的具体设计及仿真结果。基于TSMC 0.18μm工艺库,对整体ADC电路进行仿真的结果显示,在电源电压1.2V,采样频率143kHz,输入信号频率4.39kHz的情况下,本设计有效位数达到11.44位,功耗仅为7.75μW,符合设计要求。更多还原

关 键 词： 低功耗 逐次逼近型 时序 转换方法

领　　域： []