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触摸屏作为一种全新的人机交互界面,近年来逐渐在手机、平板电脑、教育系统、公共信息查询等多个领域得到广泛的应用。触摸控制技术促进了集成电路向更高性能的发展,对作为触控IC中重要组成电路的ADC有着特殊要求:要求ADC具有较高的采样精度,以实现触摸的精确检测,并能够应对高集成度终端设备的噪声干扰;要求ADC具有较低的功耗,以适应电池供电的应用场合。就速度、精度、功耗、面积这几个重要指标来讲,流水线式ADC无疑是这几个方面折中的最适合结构。本文研究并设计了应用于触摸屏控制IC的11位精度500KHz采样频率的流水线ADC。研究了ADC的主要指标和几种典型的结构,通过对比各典型结构ADC的优缺点和应用领域,确定了适用的流水线架构。对本设计的流水线式ADC各关键单元电路的结构进行了详尽的分析和设计,包括有:CMOS采样开关电路、子ADC与子DAC电路、增益数模单元电路(MDAC)以及错误校正电路。其中,采用下极板采样和栅压自举开关对采样保持电路进行优化设计,提高采样精度;采用电容缩减的Scaling Down技术对MDAC电路进行了优化设计,合理选择各级的采样电容,保证精度和功耗的前提下尽量减小电路面积;通过将1.5bit/Stage ADC与2Bit/Stage ADC进行比较,详细分析了1.5bit/Stage ADC的错误校正原理,并设计了1.5bit/Stage错误校正电路,在不提高电路复杂度的前提下提高转换精度。基于GSMC0.18um3.3V CMOS工艺库,对每个单元电路以及整体电路进行了仿真。仿真结果显示,在采样频率为500KHz,输入信号为3.9KHz,差分峰值为1.8V时,SFDR达到78dB,SNDR达到67dB,有效位数ENOB为10.8位,功率约为1mW。各项指标满足了设计要求。