在集成电路技术高度发展的现下,芯片应用领域越来越广。现实中我们能够接触的信号,绝大部分都是连续的信号,我们又称之为模拟信号。而我们的电子设备对数字信号的处理能力很强,因此ADC作为连接模拟信号和数字信号的桥梁也得以发展,其中,获得更低的功耗以及更高的精度成为目前ADC发展的一个主流方向。本文就一种能够达到低功耗和高精度目标的zoom结构ADC开展研究,对zoom结构ADC进行了原理研究,低功耗设计以及优化。Zoom结构ADC主要分为两部分,分别用于对于输入信号的粗转换和精转换。出于对不同种类ADC工作方式以及性能的考虑,对于信号的粗转换过程靠一个六位的SAR型ADC来实现,对于信号的精转换靠sigma delta ADC来实现。SAR ADC的主要结构包括数字控制逻辑,六位的DAC电容阵列,动态比较器。其中,逻辑部分采用数字电路降低功耗。六位的DAC电容阵列采用单位电容构成。Sigma delta ADC采用三阶前馈式结构,来实现稳定性的控制以及低功耗设计的目的。SAR ADC的转换结果通过控制逻辑控制DAC阵列来生成调制器的参考电压,在这个过程中由于电容阵列存在失配的问题会引入误差,通过动态元素匹配方法来实现对于失配问题的抑制,将误差做平均化处理来降低误差。Sigma delta ADC后续的滤波器采用sinc滤波器结构来抑制动态元素匹配算法导致的和采样信号相关的纹波,以此来提升转换的线性度。调制器第一级采用了自动调零技术,来减小运放的噪声以及失调电压对量化结果造成的影响。调制器后两级积分器的运算放大器适当降低指标来降低功耗。运算放大器采用inverter based Class AB OTA来实现低功耗设计,并且降低了电路中的噪声。比较器采用单时钟比较器降低功耗。并且通过DAC阵列复用和比较器共用等方法,进一步降低了功耗。在ADC前级加入了采样保持电路,提升了可处理信号的频率。对ADC各部分的性能和整体电路的性能进行了仿真分析,单通道ADC的有效位数为19.6bit,核心部分静态电流为772μA左右,在加入采样保持电路之后,能够对5k Hz以内的信号进行正确量化,且谐波分析显示其能达到的THD为-97.06d B。对ADC进行了版图设计,对其模块进行了仿真验证。