隨著數(shù)字電路的性能不斷提高,數(shù)字處理技術(shù)已經(jīng)成為主流,然而大部分的原始信號都是模擬信號,因此對于高性能的模數(shù)轉(zhuǎn)換器需求越來越大。Pipelined SAR ADC由于結(jié)合了Pipelined ADC高速高精度特點和SAR ADC面積功耗小的優(yōu)勢,在高性能的ADC設(shè)計中正越來越被重視。本文研究設(shè)計一種采用兩級Pipelined SAR結(jié)構(gòu)的18位3M S/s的高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器,其采用基于V_cm的采樣方案,大大減小了量化過程的能量損耗。第一級SAR ADC設(shè)計中,采樣開關(guān)采用柵壓自舉結(jié)構(gòu),減小了其非線性;開關(guān)陣列由于不與輸入信號直接接觸,采用了由CMOS對組成的開關(guān);比較器采用了改進型動態(tài)結(jié)構(gòu),只需一個時鐘且完全沒有靜消耗;逐次逼近邏輯采用由D觸發(fā)器構(gòu)成的寄存器結(jié)構(gòu);余量放大器采用自調(diào)零的結(jié)構(gòu),其開環(huán)直流增益和增益帶寬積均很大。第二級SAR ADC中采樣開關(guān)直接采用由單個NMOS管構(gòu)成,其余結(jié)構(gòu)與第一級設(shè)計類似。校準電路中,電容陣列采用低位電容校準高位電容的方案來校準電容的失配,理論上能達到1LSB的精度;對比較器采用對第二級輸出負載補償?shù)男史桨?能在±25mV的范... 

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的來源及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要研究內(nèi)容
第2章 Pipelined SAR模數(shù)轉(zhuǎn)換器基本理論
    2.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換器性能衡量指標
        2.1.1 靜態(tài)性能參數(shù)
        2.1.2 動態(tài)性能參數(shù)
    2.2 SAR ADC的基本理論
        2.2.1 SAR ADC的工作原理
        2.2.2 SAR ADC的典型結(jié)構(gòu)
    2.3 Pipelined ADC基本思想
    2.4 Pipelined SAR ADC基本結(jié)構(gòu)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 高精度Pipelined SAR ADC模塊設(shè)計
    3.1 開關(guān)方案的選擇
    3.2 高精度Pipelined SARADC電路的功能模塊的設(shè)計
        3.2.1 開關(guān)模塊的設(shè)計
        3.2.2 電容陣列的設(shè)計
        3.2.3 比較器的設(shè)計
        3.2.4 逐次逼近邏輯設(shè)計
        3.2.5 余量放大器的設(shè)計
    3.3 高精度Pipelined SAR ADC中校準模塊的設(shè)計
        3.3.1 電容陣列的校準電路
        3.3.2 比較器的校準電路
        3.3.3 余量放大器的校準電路
    3.4 本章小結(jié)
第4章 18位3M S/s高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)計及仿真
    4.1 電路設(shè)計及前仿真結(jié)果
        4.1.1 第一級SAR ADC的設(shè)計
        4.1.2 第二級SAR ADC的設(shè)計
        4.1.3 校準電路的設(shè)計
        4.1.4 18位3M S/s模數(shù)轉(zhuǎn)換器的整體仿真
    4.2 版圖設(shè)計及后仿真結(jié)果
        4.2.1 版圖設(shè)計的基本原則
        4.2.2 18位3M S/s模數(shù)轉(zhuǎn)換器版圖設(shè)計及后仿真結(jié)果
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
博士論文
[1]基于逐次逼近結(jié)構(gòu)的高速低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器研究[D]. 李冬.東南大學(xué) 2017

碩士論文
[1]隧穿式磁阻傳感器接口ASIC芯片設(shè)計[D]. 張文博.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]12bit低功耗逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計[D]. 張曉靜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]16位1MS/s CMOS SAR A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)計及校準技術(shù)[D]. 宋孝立.西安電子科技大學(xué) 2014
[4]高速高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 王煊.浙江大學(xué) 2012
[5]一種高精度逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計[D]. 喬高帥.上海交通大學(xué) 2010



本文編號：3683000