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觸摸屏控制器芯片中的高精度低功耗ADC設計

作者: 時間:2010-12-23 來源:網(wǎng)絡 收藏

版圖實現(xiàn)及電路仿真分析

如圖5所示,版圖采用SMIC 2P2M 0.35μm CMOS工藝實現(xiàn),面積為1600x1700um2。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/162538.htm


圖5 觸摸屏控制器版圖設計結果

采用Cadence環(huán)境下的Spectre和Spectre Verilog仿真工具進行仿真。提取版圖寄生參數(shù),得到圖1中A、B點的寄生容值分別為212.11fF、278.53fF。根據(jù)式(6)可得優(yōu)化后的耦合電容值CS為1.72pF。

為了測量的DNL和INL,給加了斜波信號??梢詮姆抡鎴D中輸出數(shù)字碼的文本文件,利用該文件可以通過Matlab程序繪圖并計算其DNL和INL值。繪圖結果如圖6所示,經(jīng)計算DNL為1/4LSB,INL為-1LSB。

圖6 全范圍仿真圖
30237_1336_6.jpg
從圖6中可見,ADC輸出了4096個臺階,即完成了12位的A/D轉(zhuǎn)換。

對SAR ADC功耗進行測試,測試結果如表2所示。

30237_1736_20.jpg
表2不同電壓下SAR ADC功耗測試結果

結語

通過對電荷按比例縮放式DAC組合結構中寄生電容對耦合電容影響的分析,給出了耦合電容值的優(yōu)化設計方法,通過開關電容比較器結構,消除了比較器的失調(diào)電壓。優(yōu)化后的SAR ADC電路滿足二進制權重關系,轉(zhuǎn)換結果達到了12位的轉(zhuǎn)換精度。并且成功利用電壓基準電路模塊,使ADC工作在睡眠/喚醒兩種工作模式下,電路功耗大大降低。在時鐘頻率為2MHz情況下測試,SAR ADC功耗小于1mW。結果表明,本文設計的基于觸摸屏控制器的SAR ADC電路功耗低并具有較高精度,可以應用在任何中等精度、中等轉(zhuǎn)換速率的場合,并且對觸摸屏控制器的優(yōu)化設計具有很好的指導作用。


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關鍵詞: ADC

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