隨著數(shù)字電路的性能不斷提高,數(shù)字處理技術已經(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設計中正越來越被重視。本文研究設計一種采用兩級Pipelined SAR結構的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設計中,采樣開關采用柵壓自舉結構,減小了其非線性;開關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;比較器采用了改進型動態(tài)結構,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)器構成的寄存器結構;余量放大器采用自調(diào)零的結構,其開環(huán)直流增益和增益帶寬積均很大。第二級SAR ADC中采樣開關直接采用由單個NMOS管構成,其余結構與第一級設計類似。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的典型結構
    2.3 Pipelined ADC基本思想
    2.4 Pipelined SAR ADC基本結構
    2.5 本章小結
第3章 高精度Pipelined SAR ADC模塊設計
    3.1 開關方案的選擇
    3.2 高精度Pipelined SARADC電路的功能模塊的設計
        3.2.1 開關模塊的設計
        3.2.2 電容陣列的設計
        3.2.3 比較器的設計
        3.2.4 逐次逼近邏輯設計
        3.2.5 余量放大器的設計
    3.3 高精度Pipelined SAR ADC中校準模塊的設計
        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
第4章 18位3M S/s高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器設計及仿真
    4.1 電路設計及前仿真結果
        4.1.1 第一級SAR ADC的設計
        4.1.2 第二級SAR ADC的設計
        4.1.3 校準電路的設計
        4.1.4 18位3M S/s模數(shù)轉(zhuǎn)換器的整體仿真
    4.2 版圖設計及后仿真結果
        4.2.1 版圖設計的基本原則
        4.2.2 18位3M S/s模數(shù)轉(zhuǎn)換器版圖設計及后仿真結果
    4.3 本章小結
結論
參考文獻
致謝


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

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



本文編號：3683000