针对低空无人机在自主飞行、避障探测和低空巡检等场景中对雷达前端高速、低时延数据转换电路的需求，本文设计了一款基于12 nm CMOS工艺的4位20 GS/s Flash模数转换器。本文所设计的Flash ADC，从高速动态比较器、时间域辅助判决两个方面进行优化。所设计的ADC由基准电压生成电路、高速动态比较器阵列、时间比较器辅助判决电路以及数字编码电路组成。优化后的动态比较器通过增强再生能力和减小关键节点寄生等方式，提高了高速采样下的小信号判决能力；同时，采用时间比较器替代传统SRLatch辅助判决方案，将相邻比较器输出之间的电压判决关系进一步转换为时间域判决，从而减小电路的整体功耗。仿真结果表明，在1V电源电压、20 GS/s采样频率和2 GHz输入频率下，该ADC实现了3.8位有效位数，SNR为26.12 dB，SNDR为24.69 dB，SFDR为34.35 dB；其中ADC 功耗为70mW，对应 FoM约为250fJ/conversion-step。