论文部分内容阅读
在无线传感网络(WSN)中，由于各个传感器节点将传感、数据处理、无线通信和电源集成在一个很小的模块上，功耗是制约着节点寿命的关键因素。模数转换器(ADC)是无线网络传感器节点中的一个关键器件，通过模数转换器可以将被感知的环境与无线传感网络连接在一起。信号采集接口ADC作为无线传感网络(WSN)节点的重要组成部分，它的性能指标直接影响节点的寿命乃至整个系统的生命周期。为满足整个系统的性能需求，设计低功耗、中等速率、中等精度的模数转换器具有重要意义。在模数转换器中，逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)的功耗最低，速率中等，精度中等，结构简单，适合应用于便携式移动设备，医疗设备等领域。为此，设计满足低功耗、高集成度、低成本等要求的逐次逼近型模数转换器，对无线传感与可穿戴式设备的发展尤为重要。 本文设计的逐次逼近型模数转换器基于CMOS65nm制造工艺，使用一种基于Vcm-Based参考电压的开关切换逻辑，减少DAC模块参考电压开关切换的功耗。同时，DAC电容阵列模块采用分段式结构，单位电容采用优化的MOM电容，有效提高SAR ADC的匹配性和精度;此外采用了双尾电流型动态锁存比较器，实现功耗的最优化。 本文实现了一个工作在电源电压1.2V，采样频率16MSPS，精度为10位，全差分输入的低功耗逐次逼近型模数转换器的研究与设计。SAR ADC的SNDR可以达到58.5dB，即ENOB为9.42bit，功耗为140μW，品质因数(FOM)为12.8fJ/Conversion-step。ADC的整体版图面积为210μm×130μm。