本成果为高精度数模转换芯片的超低功耗设计，实现一款 14 位 ADC 芯片。该芯片将转换过程和数据采集过程通过 CS 和串行时钟进行控制，应用到微处理器或DSP 接口中，采用 2.5V至5.5V 单电源供电，吞吐量为 100 Ksps。主要用于一些电池供电的系统如个人数字辅助设备、医疗仪器、移动通讯设备、仪表及控制系统、远程数据采集系统等。本成果所包含的数模转换芯片采用 SAR 架构，因此转换过程无流水线延迟。本成果采用先进的设计技术，可在高吞吐量的情况下实现极低的功耗。系统所包含的基准电压从 VDD 获得，从而为 ADC 提供了最宽的动态输入范围，因此，其模拟输入范围为0至VDD。本成果所设计数模转换芯片实现了14bit精度，100kHz采样率，0.5μA静态功耗，SPI串行输出，-55°C~+125°C工作温度范围。

本成果的技术创新点为：

1.动态元件匹配

本成果所设计模转换芯片将DAC电容阵列高位电容拆分为温度计编码结构，通过DEM算法，实现对电容阵列引入的失配无序化，将谐波打散的效果，从而实现更好的线性度。

2.LUT校准

本成果所设计模转换芯片可通过误差式校准和替换式校准两种办法，实现对ADC误差的片外校准及片上存储。

3.极低功耗电源模式

本成果所设计模转换芯片电源供电范围2.5~5.5 V。在宽出入电压范围基础上增加Power Down（PD）模式，在启用PD模式时，关断功耗消耗较大的预放大、动态比较器、采样保持部分以及时钟模块,这样,可以达到极低的睡眠功耗。模式切换电路正常工作，再次启动时可以保证ADC正常工作。

4.线性度提升

本成果所设计模转换芯片采用开关控制衬偏的自举开关电路设计，将采样开关的衬底与输入信号导通，消除源端电压对阈值电压的影响，使VT维持不变，这样导通电阻在采样阶段始终是稳定值，使得采入信号保持较高的线性度。同时，采用非敏感几何结构的电容阵列，降低复杂走线引入的寄生影响，并采用MOM电容结构，实现更小的电容面积及更高的电容匹配。

5.SPI兼容

本成果所设计模转换芯片通过加入串口输出电路，使其满足SPI兼容，实现更广泛的应用需求。