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本论文的主要研究任务是要完成温度补偿晶体振荡器系统中A/D转换器模块的设计,用以准确的将获取的模拟形式的环境温度转换为数字量。考虑到晶体振荡器的温度变化率不大,因此在对比各种结构A/D转换器的特点后,最终采用了具有中等转换速率、高精度、低功耗特点的逐次逼近型结构的A/D转换器。本论文采用TSMC 0.35μm 5V CMOS工艺设计了一个5V单电源工作,基准电压1.5V,精度为12位,速度为1 MSPS的逐次逼近型A/D转换器。逐次逼近型A/D转换器的设计主要由以下三大模块组成。12位D/A转换器模块:经过具体计算确定采用低5位、高7位的带分压电容的电荷分布式结构,并精心设计分压电容取值。采样保持电路的设计采用了电容下极板采样技术,避免了电荷注入效应引起的采样信号失真,其中采样电容复用了D/A转换器中的阵列电容。高精度模拟电压比较器模块:采用前置放大级后接动态锁存器和数字锁存与缓冲电路的形式,其中前置放大级由电容耦合方式连接的三级低增益、高带宽差分放大器组成,利用每级前置放大器和模拟缓冲级电路的设计以及时钟控制来减小锁存器对前级的影响。失调电压消除采用输入失调储存和输出失调储存相结合的方式。寄存器逻辑与控制模块:逐次逼近寄存器逻辑由移位寄存器和JK触发器阵列产生,各模块的控制信号以一个采用格雷码编码的16位计数器为基础来产生。在HSPICE下的系统仿真结果表明,各模块仿真性能良好,逐次逼近型A/D转换器的设计达到预定目标。