作為模擬信號與數(shù)字信號的接口,模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）是現(xiàn)代電子系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。相對于其他類型的ADC,逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器（SAR ADC）具有結(jié)構(gòu)簡單、功耗低等特性,并且其性能不受工藝尺寸減小的影響。因此,高性能SAR ADC的設(shè)計一直以來都是業(yè)界和學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)。SAR ADC的工作方式?jīng)Q定了其內(nèi)部電路的工作頻率遠(yuǎn)高于采樣頻率,因此參考電壓源需要很強(qiáng)的驅(qū)動能力來使比較電平快速建立。而如果由外部電路提供參考電壓,則芯片內(nèi)部需添加大量的去耦電容來減小參考電壓的震蕩。本文設(shè)計了一種集成了參考電壓緩沖器的采樣率為200kS/s的12位SAR ADC。為降低參考電壓緩沖器的帶寬要求,數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）在比較器在比較出結(jié)果后立即根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行下一比較電平的建立,而SAR ADC中的逐次逼近邏輯亦根據(jù)比較器工作方式進(jìn)行了優(yōu)化,從而呈現(xiàn)出半同步特性。此外,為提高電路的集成度,在分析各類不同結(jié)構(gòu)電荷重分配式DAC的基礎(chǔ)上,提出了整合參考電壓緩沖器輸出端電阻的阻容混合式DAC,并通過Matlab軟件對其進(jìn)行了行為級建模和仿真驗(yàn)證。整體電路與版圖基于CSMC 0.18μm CMOS工藝... 

【文章來源】：南京郵電大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 選題依據(jù)與研究意義
    1.2 SAR ADC的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排
第二章 SAR ADC的工作原理及性能指標(biāo)
    2.1 ADC的基本原理與分類
    2.2 SAR ADC的工作原理
    2.3 ADC的性能指標(biāo)
        2.3.1 靜態(tài)性能指標(biāo)
        2.3.2 動態(tài)性能指標(biāo)
第三章 整體工作原理及主要模塊設(shè)計
    3.1 整體工作原理
    3.2 自舉開關(guān)的設(shè)計
    3.3 比較器的設(shè)計
        3.3.1 比較器時序
        3.3.2 比較器失調(diào)存儲
        3.3.3 比較器性能指標(biāo)確定
        3.3.4 比較器性能仿真
    3.4 參考電壓緩沖器的設(shè)計
    3.5 數(shù)字模塊的設(shè)計
        3.5.1 逐次逼近邏輯模塊的設(shè)計
        3.5.2 時序產(chǎn)生模塊的設(shè)計
第四章 DAC的原理與設(shè)計
    4.1 DAC基本原理及分類
    4.2 分段式DAC電容陣列的分析
        4.2.1 非整數(shù)倍橋接電容DAC陣列
        4.2.2 整數(shù)倍橋接電容DAC陣列
    4.3 DAC開關(guān)切換方式的比較
        4.3.1 傳統(tǒng)型開關(guān)切換方式
        4.3.2 單調(diào)型開關(guān)切換方式
        4.3.3 基于共模電壓型開關(guān)切換方式
        4.3.4 電容回切型開關(guān)切換方式
        4.3.5 DAC版圖面積的比較
    4.4 DAC的設(shè)計
        4.4.1 電路結(jié)構(gòu)與原理分析
        4.4.2 電容參數(shù)的確定
        4.4.3 電容陣列的布局
第五章 版圖設(shè)計及功能、性能仿真
    5.1 版圖設(shè)計考慮因素
    5.2 SAR ADC的整體版圖
    5.3 SAR ADC的功能、性能仿真及分析
        5.3.1 功能仿真
        5.3.2 性能仿真
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
附錄 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]碼密度法測量模數(shù)轉(zhuǎn)換器的靜態(tài)參數(shù)[J]. 方穗明,王占倉.  北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2006(11)

博士論文
[1]高性能低功耗SAR ADC的研究與設(shè)計[D]. 高俊楓.電子科技大學(xué) 2015
[2]混合結(jié)構(gòu)逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器研究與設(shè)計[D]. 武海軍.華南理工大學(xué) 2014

碩士論文
[1]高速逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器研究與設(shè)計[D]. 祁磊.東南大學(xué) 2016
[2]高速低功耗逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計[D]. 杜爭.南京郵電大學(xué) 2015
[3]16位1MS/s CMOS SAR A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)計及校準(zhǔn)技術(shù)[D]. 宋孝立.西安電子科技大學(xué) 2014
[4]低功耗逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計[D]. 孫彤.清華大學(xué) 2007



本文編號：3170542