随着数字智能在电子信息产业中的迅速发展,众多如计算机、数字通讯等设备的广泛使用逐渐形成以数字系统为主体的格局。然而,在现实生活中,人们普遍看到的还是连续变化的模拟量。模数转换器(ADC)将连续变化的模拟信号转换成0/1数字信号,是采集数据、处理数据等行业的重要模块。本文基于包括无线显示和媒体内容的快速上传/下载等在内的高速数据传输应用的需求,研究了高采样速率低功耗的SAR ADC的设计。本文调查研究了国内外高采样速率低功耗SAR ADC的研究成果,分析了几种常见结构SAR ADC的基本原理。本文设计的高采样速率低功耗SAR ADC包括差分DAC电容阵列、比较器以及逐次逼近逻辑电路。论文采用了提高精度的栅压自举开关;采用了二进制电容缩放重组策略以及单调电容开关时序,单位电容数目与采用传统电容时序的电容阵列相比减少了一半,功耗降低了81%;采用了两级动态比较器;采用了异步自控制的逐次逼近逻辑模块,有效地提升了转换速率。最后,整体逐次逼近型模数转换器中各个关键模块的设计和性能验证仿真基于TSMC 40nm CMOS工艺完成。对仿真结果进行分析与讨论,在1.2V的电源电压,采样频率为80MS/s的情况下,本设计SAR ADC的无杂散动态范围SFDR为76.99d B,信躁失真比SNDR为60.13d B,有效位数ENOB为9.70bit,在1.2V电源电压下功耗为0.93m W。