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随着射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术的日臻成熟,并与传感器技术结合的设计不断发展,使得RFID在生物医疗、物联网、高端制造、实时物流链管理等领域有着更加广泛的应用前景。设计一个具有低功耗、小面积和高精度特性的SAR ADC是构建具有感知对象的环境信息的RFID系统的关键。 本文通过对SAR ADC系统的研究与分析,基于SMIC0.18μm CMOS工艺,设计了一种应用于RFID的9位40KS/s的电荷再分配逐次逼近模数转换器(charge redistribution successive approximation analog-to-digital Converter,CR-SAR ADC)。根据共模电压切换策略以及电压平移技术,提出了一种新型DAC开关切换方案。在最高位及次高位的判断中均不需要切换电容阵列中的开关,相比于传统型,在电容阵列的动态功耗消耗上降低了98.4%,在单位电容数量上减少了75%。使用Matlab分别对理想的和电容失配的系统建模,验证了该方案的可行性。运用了CMOS互补开关作为采样电路从而有效提高了精度。设计了对主电容阵列中最高位电容校准的方案。实现了调节输出负载电容对动态比较器的输入失调电压进行校正的方法。采用了Verilog同步时序逻辑,完成了SAR数字逻辑控制电路的构建。 利用Cadence对SAR ADC系统电路进行仿真,结果表明无杂散动态范围SFDR为69.06dB,信噪失真比SNDR为54.86dB,有效位数ENOB为8.82bits;差分非线性DNL和积分非线性INL分别为0.33/-0.33LSB和1.31/-0.13LSB。