摘要：针对传统随机化(Dither)技术会引入额外噪声、占用转换周期以及缩小量化范围的问题,提出应用于高精度逐次逼近型模数转换器(Successive Approximation Analog to Digital Converter, SAR ADC)的dither新技术。该技术在传统二进制权重的电容型数模转换器(Digital to Analog Converter, DAC)中引入增量式电容阵列,形成混合型电容阵列,并随机化大电容的误差,以削减较大的谐波,且不占用额外量化周期。为验证该dither新技术,利用MATLAB进行仿真,并基于55 nm CMOS工艺,设计了一个16位的二级逐次逼近型模数转换器。仿真结果显示,所设计的ADC使用1.2 V和3.3 V电源供电,在采样速率1.25 MHz,输入信号为107 kHz的条件下,消耗了3.1 mA电流,得到了94.0 dB的信纳失真比(Signal to Noise and Distortion Ratio, SINAD)。

摘要：基于CMOS工艺,提出并实现了一种高精度的基于双极晶体管(BJT)的温度传感器,其由模拟前端和放缩式模数转换器(Zoom ADC)构成.模拟前端由偏置电路、感温电路和数字控制电路构成.其中,在偏置电路中加入了斩波器(Chopper),并用低通滤波器滤除其纹波,降低了电路的噪声,提升了感温精度。为实现对模拟前端输出结果准确的数字化,采用了放缩式模数转换器,其融合了基于逐次逼近(SAR)的粗转换和基于Σ-Δ的细转换.首先,由5-bit SAR ADC对于模拟前端的输出进行粗量化,随后,再由Σ-ΔADC对经过粗量化后的剩余电压进行细量化.该结构能够在较低的功耗下,实现高精度和高线性度.在110 nm CMOS工艺下实现该温度传感器,以验证上述结构的有效性,芯片的面积为0.18 mm^(2).测试结果表明,该温度传感器,在3 V供电电压和-45~+85℃的温度范围内,实现了±0.25℃的转换误差,过采样率为128倍,转换时间为4 ms,电路功耗为12.3μA.