便攜設(shè)備的使用離不開集成電路（IC）工藝和半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展。模擬集成電路滿足精度的前提下,降低供電電壓并不意味著低功耗,因此極低電壓與極低功耗一直都是模擬集成電路設(shè)計的挑戰(zhàn)。作為模擬信號與數(shù)字信號之間轉(zhuǎn)換的橋梁,模數(shù)轉(zhuǎn)換器（analog-to-digital converter,ADC）也必須實現(xiàn)低壓、低功耗。而逐次逼近型（successive approximation register）模數(shù)轉(zhuǎn)換器（SAR ADC）能在8-12bits精度和1KS/s-100MS/s速度之間實現(xiàn)折中,同時具備功耗以及面積等方面的優(yōu)勢,其應(yīng)用更為廣泛。本文目標(biāo)是設(shè)計一款應(yīng)用在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)芯片中的低壓低功耗的SAR ADC。本文對ADC的原理進(jìn)行分析,通過對工業(yè)界幾種主流的ADC的介紹和對比,提出了SAR ADC設(shè)計指標(biāo),基于功耗,速度與線性度考慮確定每個模塊采用的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),分析了電路的非理想因素,最后,仿真驗證了所設(shè)計SAR ADC的優(yōu)勢。本文提出了幾個關(guān)鍵技術(shù)。采樣保持開關(guān)通過柵壓自舉技術(shù)來提高電路的線性度,DAC電容網(wǎng)絡(luò)采用全差分結(jié)構(gòu)來增加匹配度,提高系統(tǒng)精度,采用動態(tài)鎖存比較器來減小噪聲與... 

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
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縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 SARADC的發(fā)展以及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 SARADC的發(fā)展
        1.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 課題研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)
第二章 SAR ADC的關(guān)鍵技術(shù)
    2.1 SARADC的性能參數(shù)
        2.1.1 靜態(tài)性能參數(shù)
        2.1.2 動態(tài)性能參數(shù)
    2.2 采樣保持開關(guān)
        2.2.1 MOS開關(guān)管的非理想因素
        2.2.2 柵壓自舉技術(shù)
    2.3 DAC電容網(wǎng)絡(luò)
        2.3.1 電荷再分配式DAC
        2.3.2 電容轉(zhuǎn)換能耗分析
        2.3.3 電容轉(zhuǎn)換方案
    2.4 比較器的設(shè)計
        2.4.1 動態(tài)比較器
        2.4.2 動態(tài)比較器的噪聲與失調(diào)
    2.5 SAR控制邏輯的設(shè)計
        2.5.1 靜態(tài)SAR控制邏輯
        2.5.2 動態(tài)SAR控制邏輯
    2.6 小結(jié)
第三章 低壓低功耗10位10-KS/s SAR ADC設(shè)計與仿真
    3.1 DAC開關(guān)時序設(shè)計
        3.1.1 開關(guān)時序分析
        3.1.2 平均開關(guān)能量
        3.1.3 線性度
    3.2 比較器設(shè)計
        3.2.1 比較器失調(diào)分析
        3.2.2 比較器延時分析
    3.3 基準(zhǔn)源設(shè)計
    3.4 采樣開關(guān)設(shè)計
    3.5 連接開關(guān)設(shè)計
    3.6 動態(tài)邏輯電路設(shè)計
    3.7 整體電路的仿真分析
    3.8 小結(jié)
第四章 SARADC的版圖設(shè)計與后仿真
    4.1 DAC電容陣列版圖設(shè)計
    4.2 比較器單元版圖設(shè)計
    4.3 開關(guān)版圖設(shè)計
    4.4 動態(tài)邏輯電路版圖設(shè)計
    4.5 整體電路版圖設(shè)計
    4.6 小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用及研究現(xiàn)狀[J]. 周雅琴,譚定忠.  傳感器世界. 2009(05)
[3]SAR A/D轉(zhuǎn)換器中電容失配問題的分析[J]. 周文婷,李章全.  微電子學(xué). 2007(02)
[4]模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)及其發(fā)展趨勢[J]. 王晶.  微電子學(xué). 2005(03)
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博士論文
[1]16位高速CMOS流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 趙磊.西安電子科技大學(xué) 2013

碩士論文
[1]納米級低功耗SAR A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)計研究[D]. 肖余.西安電子科技大學(xué) 2014
[2]基于終端電容復(fù)用開關(guān)策略的11位逐次逼近型ADC的研究與設(shè)計[D]. 秦琳.浙江大學(xué) 2012
[3]基于0.35um混合信號CMOS工藝的12位、100ksps SAR ADC的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 王興意.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010



本文編號：3721475