模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）是模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的關(guān)鍵模塊。在主流的ADC架構(gòu)中,逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器（SAR ADC）憑借其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低功耗、小尺寸以及易于集成等綜合優(yōu)勢(shì),被廣泛地應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)控制以及儀器儀表測(cè)量等諸多領(lǐng)域。本文以8通道12位1MS/s SAR ADC的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)為研究課題,著重對(duì)電容型數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）、比較器、采樣開(kāi)關(guān)以及模擬前端電路進(jìn)行了深入地分析,并提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案。在電容型DAC設(shè)計(jì)中,本文提出了一種用于頂板采樣分段電容結(jié)構(gòu)的混合開(kāi)關(guān)方法,并基于該開(kāi)關(guān)方法設(shè)計(jì)了一種“4LSB+7MSB”分段結(jié)構(gòu)的11位DAC。相比于傳統(tǒng)的底板采樣方式,頂板采樣可以顯著降低總的電容數(shù)量。相比于只采用單調(diào)開(kāi)關(guān)方法或Vcm-Based開(kāi)關(guān)方法,提出的混合開(kāi)關(guān)方法不僅開(kāi)關(guān)邏輯易于設(shè)計(jì),而且共模波動(dòng)小。在比較器設(shè)計(jì)中,本文采用的是帶失調(diào)校準(zhǔn)的級(jí)聯(lián)組合比較器,由三級(jí)預(yù)放大和動(dòng)態(tài)鎖存組成。這種級(jí)聯(lián)組合比較器不僅能夠?qū)崿F(xiàn)小信號(hào)的快速比較,還能夠滿(mǎn)足低噪聲和低失調(diào)的設(shè)計(jì)要求。在采樣開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)中,本文采用的是柵壓自舉開(kāi)關(guān)。這種高線性的采樣開(kāi)關(guān)能夠保證信號(hào)被采樣時(shí),不... 

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 逐次逼近型ADC研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要工作及組織架構(gòu)
第二章 模數(shù)轉(zhuǎn)換器基本理論
    2.1 ADC簡(jiǎn)介
    2.2 ADC性能參數(shù)
        2.2.1 靜態(tài)性能參數(shù)
        2.2.2 動(dòng)態(tài)性能參數(shù)
    2.3 ADC主流架構(gòu)
        2.3.1 流水線型ADC
        2.3.2 逐次逼近型ADC
        2.3.3 過(guò)采樣型ADC
    2.4 電荷重分配型SAR ADC工作原理
    2.5 本章小結(jié)
第三章 電容型DAC分析與設(shè)計(jì)
    3.1 電容型DAC結(jié)構(gòu)選擇
        3.1.1 傳統(tǒng)二進(jìn)制加權(quán)電容結(jié)構(gòu)
        3.1.2 底板采樣分段電容結(jié)構(gòu)
        3.1.3 頂板采樣分段電容結(jié)構(gòu)
    3.2 頂板采樣分段電容結(jié)構(gòu)的非理想因素分析與建模
        3.2.1 電容失配分析與建模驗(yàn)證
        3.2.2 寄生電容分析與建模驗(yàn)證
    3.3 DAC開(kāi)關(guān)切換方法選擇
        3.3.1 單調(diào)開(kāi)關(guān)切換方法
        3.3.2 Vcm-based開(kāi)關(guān)切換方法
        3.3.3 虛擬共模開(kāi)關(guān)切換方法
    3.4 基于混合開(kāi)關(guān)方法的頂板采樣分段電容DAC設(shè)計(jì)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 整體系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)與版圖實(shí)現(xiàn)
    4.1 整體系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.2 模擬前端電路設(shè)計(jì)
        4.2.1 通道選擇電路設(shè)計(jì)
        4.2.2 緩沖器電路設(shè)計(jì)
    4.3 采樣開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)
    4.4 比較器設(shè)計(jì)
        4.4.1 比較器設(shè)計(jì)考慮
        4.4.2 比較器結(jié)構(gòu)選擇
        4.4.3 比較器電路設(shè)計(jì)
        4.4.4 比較器仿真結(jié)果
    4.5 逐次逼近控制邏輯設(shè)計(jì)
    4.6 系統(tǒng)整體仿真及分析
    4.7 版圖設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與后仿
        4.7.1 版圖設(shè)計(jì)考慮
        4.7.2 整體版圖實(shí)現(xiàn)與后仿驗(yàn)證
    4.8 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果



本文編號(hào)：3672051