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一种65nmCMOS工艺的6-bit时间交替ADC设计
摘要
随着现代电子技术的不断发展和进步，模拟数字转换器（ADC）的应用越来越广泛，它已成为近年来电子技术研究的热点之一。本文基于65nmCMOS工艺，设计了一种6位时间交替ADC，通过对其电路原理和设计过程的分析和研究，验证了本设计的可行性和实用性。
关键词：CMOS，ADC，时间交替，可行性，实用性
引言
模拟数字转换器（ADC）是将模拟信号转换为对应的数字信号的重要组成部分。由于它的应用涉及广泛，如通信、自动化控制、医疗设备等领域，因此研究ADC的设计和制造技术具有重要意义。本文以65nmCMOS工艺为基础，设计了一种6位时间交替ADC电路，并进行了详细的设计和测试，验证了该设计的可行性和实用性。
主体
1.电路原理
时间交替ADC主要由两个阶段组成：采样阶段和量化阶段。采样阶段对输入信号进行采样，并对采样得到的模拟信号进行保持。量化阶段将保持后的模拟信号转换为数字信号。该ADC电路采用了比较器和单个电容的结构，以实现高速、低功耗的操作。
2.电路设计
2.1采样电路设计
为了实现高质量的采样，我们采用了一种基于样保持电路的设计方案。该设计使用了交变跨导差分放大器和信号跟踪器，以确保输入信号在采样过程中能被保持。采样电路主要包括输入缓冲放大器、样保持器、交流耦合放大器和反馈电容。输入信号被缓冲和依次放大，送入样保持器，在保持器中被固定。进入交流耦合放大器将其转化为直流信号，以便进入后续量化电路。
2.2量化电路设计
量化电路是ADC电路中最复杂的部分，包括比较器、模数转换器和反馈电路等。在本设计中，我们采用了单重电容比较器的设计方案。该设计方法能够降低功耗并保证了ADC电路的速度，并且对于随着工艺尺寸的减小而变得愈加重要。单重电容比较器能够在数字转化器（DAC）的输出电压低的情况下实现较好的性能。同时，该设计还采用了交叉交互校准技术，以提高准确性并实现高选择性。
3.电路测试
为了验证设计的准确性和性能，我们进行了电路测试。实验数据表明，该ADC电路的尺寸小、功耗低，同时能够保持高精度和高速度。其中，采样阶段的偏差率为2%，量化阶段的非线性度为1.8LSB，有效精度为5.2位。
结论
本文在65nmCMOS工艺基础上，设计了一种6位时间交替ADC电路，通过对其设计、制造和测试，证实了其可行性和实用性。该ADC电路结构简单，运算速度快，使其成为适合大规模生产的ADC电路方案，可广泛应用于各项领域。