發(fā)布時(shí)間：2018-01-12 11:11

  本文關(guān)鍵詞：用于高速插值A(chǔ)DC設(shè)計(jì)的量化模型研究　出處：《電子科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 高速ADC 預(yù)放大器陣列 量化模型 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

【摘要】：高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)被廣泛應(yīng)用于超帶寬系統(tǒng)、硬盤驅(qū)動(dòng)讀取信道、無線系統(tǒng)、雷達(dá)探測系統(tǒng)等領(lǐng)域。而隨著電子產(chǎn)品功能的發(fā)展,對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的性能要求越來越高,為了適應(yīng)這些要求,ADC主要向低功耗、高分辨率和高速度方向發(fā)展,同時(shí)也增加了高速ADC的設(shè)計(jì)難度。在高速ADC的設(shè)計(jì)中,即使對(duì)于經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師,也需要大量的重復(fù)仿真與優(yōu)化來嘗試不同的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)參數(shù),通過枚舉的方法找出一個(gè)相對(duì)優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案。然而,這種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法既繁瑣費(fèi)時(shí)又不夠科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),為了解決這一問題,本文將針對(duì)高速ADC中預(yù)放大器陣列的結(jié)構(gòu)、帶寬和失調(diào)電壓進(jìn)行深入研究。在現(xiàn)有的高速ADC量化模型和輔助設(shè)計(jì)方法研究的基礎(chǔ)上,本文提出了一種適用于高速ADC的量化模型,并在此基礎(chǔ)上提出一種輔助高速ADC設(shè)計(jì)的方法。該量化模型適用于典型的帶插值/均值技術(shù)的多級(jí)式預(yù)放大器陣列,通過一組輸出節(jié)點(diǎn)靜態(tài)電流方程表征預(yù)放大器陣列的靜態(tài)工作狀態(tài),通過小信號(hào)電流方程組表征預(yù)放大器陣列的小信號(hào)模型,將整個(gè)預(yù)放大器陣列近似等效為一個(gè)單極點(diǎn)系統(tǒng),同時(shí)借助計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)擬合和迭代算法,可以計(jì)算得出不同設(shè)計(jì)參數(shù)下預(yù)放大器陣列的增益和帶寬。再結(jié)合不同工藝庫中器件失配參數(shù)和預(yù)放大器陣列的小信號(hào)模型,可計(jì)算出預(yù)放大器陣列的失調(diào)電壓,從而建立起一套適用于高速ADC的預(yù)放大器陣列的量化模型,同時(shí)也得到一種借助于計(jì)算機(jī)的高速ADC設(shè)計(jì)的輔助方法。本文首先簡述了高速ADC量化模型的研究動(dòng)態(tài)和理論基礎(chǔ),然后詳細(xì)剖析了常見高速ADC的設(shè)計(jì)難點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù),隨后對(duì)提出的量化模型進(jìn)行了理論推導(dǎo),并詳細(xì)闡述了輔助設(shè)計(jì)方法的原理、適用范圍和驗(yàn)證結(jié)果。最后借助Hspice仿真軟件,基于TSMC 65nm工藝對(duì)驗(yàn)證電路的單個(gè)模塊和整體系統(tǒng)進(jìn)行了仿真與驗(yàn)證。結(jié)果表明該量化模型和輔助設(shè)計(jì)方法在實(shí)際的高速ADC設(shè)計(jì)中具有較高的準(zhǔn)確性和可行性。
[Abstract]:High speed analog-to-digital converter (ADC) is widely used in ultra wideband system, hard disk drive read channel, wireless systems, radar detection system. With the development of electronic product function, performance requirements of the analog-to-digital converter is more and more high, in order to meet these requirements, ADC mainly to low power consumption, high resolution and high speed development direction at the same time, also increased the difficulty of the design of high speed ADC. In the design of high speed ADC, even for experienced engineers, also need to repeat the simulation and optimization of a large number of attempts to structure and different design parameters, through the enumeration method to find a relatively optimal design. However, this traditional method not only time-consuming and lack of scientific rigor, in order to solve this problem, this paper will focus on the structure of pre amplifier array in high speed ADC, bandwidth and offset voltage is researched. In the existing high speed AD C based quantitative model and aided design method research, this paper presents a quantitative model for high speed ADC, and proposes a method of auxiliary high-speed ADC design. The quantitative model for multi-stage pre amplifier array in typical interpolation / mean technology, through a static state set the output node static current equation pre amplifier array, the small signal model of small signal current equations characterization of pre amplifier array, the preamplifier array equivalent to a single pole system, with the help of computer data fitting and iterative algorithm can calculate the gain and bandwidth of pre amplifier arrays with different design parameters. Combined with the small signal model of the device mismatch parameters and pre amplifier arrays of different process library, can calculate the offset voltage pre amplifier array, in order to establish Quantitative model of pre amplifier array applied to a set of high speed ADC, but also by an auxiliary method of high-speed ADC design with the help of a computer. This paper first introduces the research of high speed ADC quantitative model and dynamic theory, and then a detailed analysis of the design difficulties and key technology of common high-speed ADC, then the quantitative model this paper describes the principle, and design method, the applicable scope and verification results. Finally, using Hspice simulation software, TSMC 65nm technology to verify the circuit of single module and the whole system based on the simulation and verification. The results show that the accuracy and feasibility of the quantitative model and aided design method has high in high speed the practical design of ADC.

【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN792

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