● 摘要
近年来，随着数字电子技术的快速发展，对其中的一项关键技术——模数转换提出了越来越高的要求。本文设计是和清华大学合作的科研项目，针对脉冲UWB无线接收机的需要而进行设计的逐次逼近模数转换（A/D）器。本文综合权衡了A/D转换器对速度、精度、功耗和其它性能的要求，系统阐述了设计的全过程，对关键技术进行了深入的探讨。论文首先阐述了该设计的课题背景，介绍了UWB和ADC的相关技术和现状，然后根据芯片功能需求进行了架构设计和具体电路的设计。论文的具体工作包括：（1）通过大量的调研各种结构的A/D转换器，比较各种结构转换器的性能，选择适合脉冲调制UWB无线接收机的A/D转换器。（2）采用共源共栅增益提高放大器保证开关电路处理信号的速度和精度。（3）分析了逐次逼近A/D转换器的噪声和误差来源，提出了减小误差的方法，采用差分结构和Boot-Plate Sampling技术及不重叠时钟控制开关等，减小电荷注入和失调。（4）通过bit位控制A/D转换器实现不同精度和速度的转换。（5）设计了基准电压源和时钟电路，为A/D转换器提供了精确的参考电压和正确的时钟信号。本文是在Cadence环境下使用SMIC 0.18um工艺，SPECTRE模型对所设计的A/D转换器进行模拟仿真，在1.8V供电源下可以实现带符号位的10bit，70MSample/s的转换和7bit，143MSample/s的转换。该A/D转换器可以用于其它短距离通信和便携式应用中。