Cadence低噪声高精度比较器设计(2)
自然界中，无论是图像、温度、声音还是其他各种信息量，无一例外都是以模拟量的形式存在的，所以，首先要做的是将这些模拟量转化成数字信号。借助传感器，将自然界中的模拟信号转化成模拟电信号，再借助A/D或ADC (Analog-to-Digital Converter)模拟/数字转换器，将模拟电信号便于计算机处理的数字信号。可见，模数转换器是连接模拟世界与数字领域的桥梁，是通信技术、网络技术以及电子技术发展必不可少的关键器件[15]。
目前，高速、高精度以及低功耗成为电子领域的发展方向。特别是针对宽带测试的测量仪器和仪表、自动测试设备、雷达、磁盘通道读取、光接收机、航空电子设备、宽带通信系统和点到点无线通信系统及本地多点分配业务。中、高精度ADC在市场中的需要越来越大，也成为近些年的研究热点。
市面上，ADC主要有以下几种典型结构：Flash（并联比较）型ADC、双积分型ADC、逐次逼近型（SAR）ADC、流水线（Pipelined）型ADC以及∑-Δ（SD）型ADC等几种典型结构。尽管ADC结构多种多样，原理大同小异，但其核心模块都是比较器[15]。在ADC中，比较器的精度、速度以及功耗将对整个ADC的精度、速度以及功耗有着至关重要的影响[16]。传统比较器，很难同时满足ADC在系统高速、高精度、低功耗的设计要求。设计一款高性能的ADC芯片，那么，研究人员必定会考虑设计高性能的比较器作为基础。因此，提高比较器的性能有着重要的意义。
1.2 国内外比较器的研究现状
1.3 本文的组织结构及框架
本论文讨论的是设计一款高精度、低功耗的比较器，采用的是SMIC 0.13μm 1P10M工艺，电源电压1.2V，设计一种应用于SAR ADC的比较器。该比较器在1.2V工作电压下，相应的指标为：等效输入噪声大小不超过0.5mV，均方根失调小于10mV。本论文主要着力于比较器的速度、功耗及回馈噪声性能的改进。论文的章节安排如下：
第一章：首先介绍了高精度、低功耗类比较器的研究背景，分析说明了其市场需求和前景，同时，简单概括了目前国内外高精度、低功耗比较器的研究水平，最后指明了本次设计的条件及目标。
第二章：叙述、并简要分析了比较器的基本原理、各项指标及具体分类，主要对各目标参数之间的折衷关系进行了简单分析，为本论文比较器的有效设计提供了理论基础。
第三章：阐述了本论文比较器的改进方案。在传统比较器的基础上，针对失调电压、回馈噪声、速度及功耗等不同指标，分别提出了若干种改进方法，并根据设计要求，选出最优的方案予以实现。
第四章：细述了本论文高精度、低功耗低回馈噪声比较器的详细设计过程。首先给出了各模块的具体设计过程及电路结构，并分析各个电路的非理想因素及解决方法，最后在Cadence上，对比较器电路进行仿真，并给出相关指标的仿真结果。
在这四章之后，总结了本论文的研究成果，阐述了本论文的研究目的，设计电路的工艺条件以及最终比较器电路达到的性能指标等。
最后，依次为致谢和参考文献。