應用于生物電信號采集系統(tǒng)的SARADC研究與設計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、生物電信號能夠反映人體的基本生理情況，通過對生物電信號進行采集和處理，可以為臨床醫(yī)療、疾病預防等提供診斷依據。模數轉換器（ADC）起著連接模擬生物電信號前端采集電路和后端數字處理電路的重要作用，是生物電信號采集系統(tǒng)中的核心模塊。逐次逼近（SAR）模數轉換器由于其結構簡單、功耗較低、面積較小等優(yōu)點在生物電信號采集系統(tǒng)中得到廣泛的應用。
　　本文從生物電信號采集系統(tǒng)的應用出發(fā)，研究和設計了一款低功耗，10-bit分辨率，100KS/s

2、采樣率的全差分開關電容式SAR ADC。首先，本文設計了一種基于共模電平(VCM-based)的上極板采樣分段電容式DAC，減小了芯片面積，大幅度降低了功耗。設計12-bit分段電容DAC結構，實現10-bit精度，能夠較大程度地減小橋接電容引入的非線性誤差，增大有效位數。且采用自舉（bootstrap）開關作為采樣開關，減小了采樣過程中引入的非線性。其次，本設計的比較器采用三級預放大器和一級鎖存器級聯的結構，增大了比較器的比較速度和精

3、度。采用輸出失調存儲的校準方法對比較器進行校準，減小比較器的失調對SAR ADC模數轉換性能的影響。最后，設計控制SAR ADC工作的逐次逼近邏輯控制電路以及開關網絡?？刂艱AC和比較器完成失調校準、采樣、比較、休眠以及數據輸出一系列過程，完成整個模數轉換，并進行系統(tǒng)級的仿真。
　　本設計采用SMIC0.18μm CMOS工藝，電源電壓為1.8V，在Cadence仿真工具Spectre下對設計的SAR ADC進行仿真。仿真結果顯示

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