在現(xiàn)代信號設(shè)計(jì)中,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(Analog to Digital Converter,ADC)是重要的邏輯模塊,在模擬世界和數(shù)字世界的數(shù)據(jù)處理中起著中介作用。并且在物理世界中,大多數(shù)信號都是模擬性質(zhì)的,因此模數(shù)轉(zhuǎn)換器在信息采集系統(tǒng)中顯得至關(guān)重要。在眾多類型的模數(shù)轉(zhuǎn)換器當(dāng)中,逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器(SAR ADC)在其中占據(jù)了至關(guān)重要的一個(gè)部分。盡管SAR ADC需要多次比較過程才能完成一次完整的量化,但是由于其結(jié)構(gòu)簡單,功耗低,面積小并很好的適用于先進(jìn)CMOS工藝等特點(diǎn),被廣泛的應(yīng)用于超寬帶無線接收器、醫(yī)療儀器、和數(shù)字成像系統(tǒng)中。并且在近年來,為了滿足于高采樣率和低功耗的需求,各種各樣的新技術(shù),新結(jié)構(gòu)被應(yīng)用到了SAR ADC當(dāng)中,使得SAR ADC從早期的中低采樣率,中等精度發(fā)展到了現(xiàn)在高速,中高精度,成為了模數(shù)轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)。本文對高速低功耗逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究與分析。相對于傳統(tǒng)高速低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器,本設(shè)計(jì)為了提高SAR ADC的速度,通過采用兩級式的結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了并行的操作;另外由于傳統(tǒng)兩級式結(jié)構(gòu)的SAR ADC的級間運(yùn)放占了整個(gè)ADC功耗的非常大一部分,...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 兩級Pipelined-SAR ADC的發(fā)展和研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要工作和結(jié)構(gòu)安排
第二章 模數(shù)轉(zhuǎn)換器概述
    2.1 ADC的基本概念
    2.2 ADC的基本性能參數(shù)
        2.2.1 量化誤差
        2.2.2 靜態(tài)特性參數(shù)
        2.2.3 動態(tài)特性參數(shù)
    2.3 幾種不同架構(gòu)的ADC及特點(diǎn)
        2.3.1 全并行ADC(Flash)
        2.3.2 流水線式ADC(Pipelined)
        2.3.3 逐次逼近型ADC(Successive-approximation register,SAR)
        2.3.4 Sigma-Delta Converter
    2.4 高速低功耗SAR ADC的前沿技術(shù)
        2.4.1 低能耗電容陣列翻轉(zhuǎn)技術(shù)
        2.4.2 分布式(Subranging)技術(shù)
        2.4.3 多比較器相關(guān)技術(shù)
        2.4.4 時(shí)間域比較器結(jié)構(gòu)
        2.4.5 多比特每周期量化技術(shù)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 一款12 位兩級式低功耗SAR ADC的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
    3.1 12 位兩級式SAR ADC的基本架構(gòu)和工作流程
    3.2 整體ADC方案創(chuàng)新與設(shè)計(jì)
    3.3 級間運(yùn)放方案與設(shè)計(jì)
    3.4 關(guān)鍵模塊電路設(shè)計(jì)
        3.4.1 采樣開關(guān)
        3.4.2 電容陣列
        3.4.3 動態(tài)比較器
        3.4.4 數(shù)字邏輯
    3.5 仿真性能分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 版圖繪制與后仿結(jié)果
    4.1 版圖繪制中常見的效應(yīng)
        4.1.1 天線效應(yīng)(Process Antenna Effect,PAE)
        4.1.2 阱鄰近效應(yīng)(Well Proximity Effect,WPE)
        4.1.3 淺槽隔離壓力效應(yīng)(Shallow Trench Isolation,STI)
        4.1.4 閂鎖效應(yīng)(Latch Up)
    4.2 關(guān)鍵模塊的版圖繪制
        4.2.1 柵壓自舉開關(guān)
        4.2.2 電容陣列
        4.2.3 比較器
        4.2.4 環(huán)振放大器
    4.3 芯片整體版圖與后仿分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 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：3765160