本文關(guān)鍵詞：用于高速插值A(chǔ)DC設(shè)計的量化模型研究　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 計算機輔助設(shè)計

【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)動讀取信道、無線系統(tǒng)、雷達探測系統(tǒng)等領(lǐng)域。而隨著電子產(chǎn)品功能的發(fā)展,對模數(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,同時也增加了高速ADC的設(shè)計難度。在高速ADC的設(shè)計中,即使對于經(jīng)驗豐富的工程師,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)計參數(shù),通過枚舉的方法找出一個相對優(yōu)化的設(shè)計方案。然而,這種傳統(tǒng)的設(shè)計方法既繁瑣費時又不夠科學(xué)嚴謹,為了解決這一問題,本文將針對高速ADC中預(yù)放大器陣列的結(jié)構(gòu)、帶寬和失調(diào)電壓進行深入研究。在現(xiàn)有的高速ADC量化模型和輔助設(shè)計方法研究的基礎(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)的多級式預(yù)放大器陣列,通過一組輸出節(jié)點靜態(tài)電流方程表征預(yù)放大器陣列的靜態(tài)工作狀態(tài),通過小信號電流方程組表征預(yù)放大器陣列的小信號模型,將整個預(yù)放大器陣列近似等效為一個單極點系統(tǒng),同時借助計算機數(shù)據(jù)擬合和迭代算法,可以計算得出不同設(shè)計參數(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模型,可計算出預(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,同時也得到一種借助于計算機的高速ADC設(shè)計的輔助方法。本文首先簡述了高速ADC量化模型的研究動態(tài)和理論基礎(chǔ),然后詳細剖析了常見高速ADC的設(shè)計難點及關(guān)鍵技術(shù),隨后對提出的量化模型進行了理論推導(dǎo),并詳細闡述了輔助設(shè)計方法的原理、適用范圍和驗證結(jié)果。最后借助Hspice仿真軟件,基于TSMC 65nm工藝對驗證電路的單個模塊和整體系統(tǒng)進行了仿真與驗證。結(jié)果表明該量化模型和輔助設(shè)計方法在實際的高速ADC設(shè)計中具有較高的準確性和可行性。
[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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN792

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本文編號：1413991