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随着数字电子技术的发展,各种数字设备应用越来越多,大量的模拟信号需要通过ADC(Analog to Digital Converter,模数转换器)转换为数字信号,而ADC的转换精度、速度以及功耗也成为了此类数字设备工作的瓶颈之一。目前采用电压模并行结构设计的ADC由于自身结构的原因,在获得较高转换速度的同时,其分辨率降低、功耗增大,而电流模结构的电路工作速度快、动态范围大、高频时功耗较低。因此结合两者的特点,开发一种基于电流模技术的高速、低功耗模数转换器具有十分重要的意义。 论文结合了ADC并行结构、两步式结构以及电流模电路结构的特点,在深入分析传统电压模two-step ADC的基础上,设计了电流模ADC。论文完成对电流模ADC的主要模块电流比较器、电流舵型DAC以及D触发器和编码器的设计,其中对编码器采用Xilinx的FP GA集成开发环境Vivado2015.4软件结合Xilinx Mini-ITX开发板进行了板级验证,验证结果表明编码器能够正常工作。由主要模块搭建的第一级3bit电流模ADC能够实现对输入电流信号的转换。论文中用两级3bit电流模ADC完成级联,实现了two-step式结构。 论文中电流模ADC的设计采用CSMC0.5um CMOS工艺库,并且使用Cadence软件中的SpectreVerilo g仿真器对其进行模数混合仿真,仿真结果表明,所设计的电流模ADC输入电流信号范围0mA–4mA,最小分辨电流62.5uA,电路整体工作速率较快,达到1MHz,同时相比全并行电流模ADC减少了49个电流比较器。设计的6bit电流模ADC各项参数满足设计要求。