鑒于現(xiàn)如今無線傳感器網(wǎng)絡,植入式生物醫(yī)學設備,便攜式檢測儀等產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展�；谶@些對于低功耗模數(shù)轉換器的需求,本文設計了一款10位全差分逐次逼近模數(shù)轉換器（Full differential SAR ADC）。由數(shù)模轉換器（DAC）、比較器、采樣保持開關、數(shù)字控制邏輯等主要部分構成。DAC和數(shù)字控制邏輯部分,本文運用了“雙電容開關切換策略（DCS）”,該策略在第二步轉換中同時改變最高位和次高位的電平,使用更復雜的數(shù)字控制邏輯,運用電容陣列內部的充放電,相比其他策略多實現(xiàn)了一步零電壓轉換。降低了DAC的功耗和面積。相比傳統(tǒng)的開關切換策略,節(jié)省了75%的DAC面積和99.3%的DAC功耗。由于平衡式分段結構降低面積的同時低位寄生電容會影響整體電路的線性度,本設計使用6高位3低位的結構,以同時保證面積和線性度。比較器使用了NMOS寬擺幅比較器,來降低該開關策略下,DAC輸出共模電壓的變化對比較器功能和精度的影響。本文采用了HHNEC CZ6H+1P4M 0.35μm工藝,工作電壓為5V。電路仿真在100KS/s采樣率下進行,所測得的模數(shù)轉換器的信噪比為60.1dB,無雜散動態(tài)范圍為71.5... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 模數(shù)轉換器研究方向概述
        1.2.2 逐次逼近型模數(shù)轉換器研究狀況分析
        1.2.3 低功耗逐次逼近型模數(shù)轉換器研究狀況分析
        1.2.4 總結
    1.3 本文主要研究工作和內容
2 模數(shù)轉換器理論概述
    2.1 模數(shù)轉換器基本工作原理
    2.2 奈奎斯特模數(shù)轉換器的主要結構
        2.2.1 全并行Flash模數(shù)轉換器(直接搜索)
        2.2.2 逐次逼近型(SAR)模數(shù)轉換器(二進制搜索法)
        2.2.3 流水線(Pipeline)模數(shù)轉換器(流水線二進制搜索法)
        2.2.4 總結
3 SAR ADC開關策略綜述
    3.1 傳統(tǒng)開關切換策略策略
    3.2 單調式開關切換策略
    3.3 VCM-Based開關切換策略
    3.4 雙電容開關(DCS)切換策略
        3.4.1 雙電容開關策略的基本原理
        3.4.2 雙電容開關策略的具體實現(xiàn)
4 SAR ADC的電路設計
    4.1 數(shù)模轉換器電容陣列
    4.2 比較器
    4.3 數(shù)字邏輯電路
    4.4 采樣保持電路
    4.5 SAR ADC整體電路
5 SAR ADC版圖設計與關鍵參數(shù)仿真
    5.1 數(shù)模轉換電容陣列的版圖設計
    5.2 比較器的版圖設計
    5.3 整體電路的仿真
        5.3.1 整體電路的功能仿真
        5.3.2 整體電路的動態(tài)仿真
結論
參考文獻
附錄A 數(shù)字邏輯代碼
致謝


【參考文獻】：
博士論文
[1]用于單片集成傳感器的低功耗模數(shù)轉換器研究與實現(xiàn)[D]. 李金鳳.大連理工大學 2010

碩士論文
[1]10-bit高精度低功耗SAR ADC設計研究[D]. 梁秋璐.北京交通大學 2014
[2]低功耗逐次逼近型ADC的設計與實現(xiàn)[D]. 王飛.武漢理工大學 2013



本文編號：3515919