本文關(guān)鍵詞：10位10MHz自校準(zhǔn)SAR ADC設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： SAR ADC 校準(zhǔn) 分段電容陣列 SNDR

【摘要】：逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器(SARADC)具有面積小,功耗低的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)具備中等分辨率和中等轉(zhuǎn)換速率的特性,所以被廣泛采用。隨著CMOS器件特征尺寸不斷縮小以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的低功耗小面積的發(fā)展需求,SARADC已經(jīng)在中等轉(zhuǎn)換速率的應(yīng)用領(lǐng)域呈現(xiàn)出取代pipeline ADC的趨勢(shì)。由于器件失配和寄生引起的誤差,以及生產(chǎn)過程中的工藝偏差等非理想因素的存在,SARADC校準(zhǔn)的研究具有重要的研究意義。本文設(shè)計(jì)一種10位10MHz自校準(zhǔn)SARADC,主要的設(shè)計(jì)如下：1)采用單調(diào)開關(guān)和上極板采樣的柵壓自舉開關(guān)結(jié)構(gòu)來(lái)提高采樣速率,降低開關(guān)的功耗開銷；2)采用分段DAC電容結(jié)構(gòu),橋式電容值是單位電容值的整數(shù)倍,同時(shí)增加兩個(gè)寄生補(bǔ)償電容增強(qiáng)低位電容陣列與高位電容陣列之間的匹配,采用寄生補(bǔ)償電容校準(zhǔn)電容陣列的非線性誤差,從而提高電容的匹配；降低芯片的面積和功耗的同時(shí),提高SARADC的精度；3)比較器采用動(dòng)態(tài)全差分比較器可以減小回饋噪聲,從而提高SARADC的性能；4)模擬部分和數(shù)字部分均采用全定制版圖設(shè)計(jì),并對(duì)版圖的寄生參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。基于SMIC 0.18 CMOS的工藝設(shè)計(jì)的10位10MHz自校準(zhǔn)SARADC,在cadence平臺(tái)上的后仿真結(jié)果為：供電電壓為1.8V采樣速度為10MS/S的情況下,SNDR為60.10dB,有效位達(dá)到9.8位以上,功耗為2.16mW。其中SARADC芯片面積為0.35*0.52mm2。校準(zhǔn)后的有效位明顯提高,芯片的面積和功耗也有明顯下降,通過仿真驗(yàn)證了該優(yōu)化方案。
【關(guān)鍵詞】：SAR ADC 校準(zhǔn) 分段電容陣列 SNDR
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN792
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 研究的背景與意義8-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 第二章 SAR ADC基本概述12-24
• 2.1 SAR ADC的基本原理介紹12-13
• 2.2 SAR ADC的分類13-18
• 2.2.1 不同輸入類型的SAR ADC13-15
• 2.2.2 采用不同內(nèi)置DAC的SAR ADC15-18
• 2.3 SAR ADC性能指標(biāo)18-23
• 2.3.1 SAR ADC靜態(tài)特性參數(shù)19-21
• 2.3.2 SAR ADC動(dòng)態(tài)特性參數(shù)21-23
• 本章小結(jié)23-24
• 第三章 逐次逼近型轉(zhuǎn)換器中的非理想因素分析24-30
• 3.1 逐次逼近型ADC中的噪聲24-25
• 3.1.1 熱噪聲24-25
• 3.1.2 閃爍噪聲25
• 3.2 電荷注入和時(shí)鐘饋通25-27
• 3.2.1 電荷注入26-27
• 3.2.2 時(shí)鐘饋通27
• 3.3 電容失配與比較器失調(diào)27-29
• 3.3.1 電容失配27-28
• 3.3.2 比較器失調(diào)28-29
• 本章小結(jié)29-30
• 第四章 SAR ADC的校準(zhǔn)30-39
• 4.1 SAR ADC的校準(zhǔn)方法30-35
• 4.1.1 將模擬信號(hào)分路處理的校準(zhǔn)方法30-31
• 4.1.2 差分電容選擇失配技術(shù)31
• 4.1.3 基于位相關(guān)的PN注入型校準(zhǔn)31-32
• 4.1.4 通過單位電容賦值算法來(lái)增強(qiáng)匹配32-33
• 4.1.5 添加校準(zhǔn)模塊的SAR-ADC校準(zhǔn)方法33-34
• 4.1.6 自帶寄生補(bǔ)償電容校準(zhǔn)DAC陣列34-35
• 4.2 本論文設(shè)計(jì)的SAR ADC自校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)35-38
• 本章小結(jié)38-39
• 第五章 SAR ADC主體電路的設(shè)計(jì)39-57
• 5.1 采樣-保持電路39-43
• 5.1.1 MOS開關(guān)的導(dǎo)通阻抗40-41
• 5.1.2 柵壓自舉開關(guān)41-43
• 5.2 內(nèi)置DAC設(shè)計(jì)43-46
• 5.2.1 寄生電容44
• 5.2.2 電容失配44-45
• 5.2.3 DAC電容陣列布局45-46
• 5.3 比較器設(shè)計(jì)46-51
• 5.3.1 比較器工作原理47
• 5.3.2 比較器動(dòng)態(tài)偏置47-48
• 5.3.3 比較器靜態(tài)特性和傳輸延遲48-49
• 5.3.4 動(dòng)態(tài)差分比較器49-51
• 5.4 全定制數(shù)字控制邏輯設(shè)計(jì)51-56
• 5.4.1 數(shù)字基本單元的設(shè)計(jì)51-53
• 5.4.2 DAC電容陣列的控制邏輯53-55
• 5.4.3 電容陣列控制開關(guān)邏輯55-56
• 本章小結(jié)56-57
• 第六章 版圖布局設(shè)計(jì)和仿真57-64
• 6.1. 版圖的整體布局57-59
• 6.2 芯片后仿真波形59-61
• 6.3 芯片的仿真結(jié)果分析61-63
• 本章小結(jié)63-64
• 第七章：章總結(jié)與展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 申請(qǐng)學(xué)位期間的研究成果69-70
• 致謝70

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 朱臻,洪志良,Clemens Hammerschmied,黃秋庭;一種電流自校準(zhǔn)14位、50Msample/sCMOS DAC[J];電子學(xué)報(bào);2003年02期

2 孫稼;六端口技術(shù)自校準(zhǔn)方法解的不唯一性證明[J];成都電訊工程學(xué)院學(xué)報(bào);1988年S2期

3 宋路;王小曼;;單片機(jī)控制的數(shù)字式自校準(zhǔn)光照度計(jì)[J];長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械學(xué)院學(xué)報(bào);1992年04期

4 劉博洋;張訓(xùn)文;;高頻動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)系統(tǒng)的自校準(zhǔn)模板設(shè)計(jì)方法研究[J];測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào);2010年06期

5 朱曉;孟曉風(fēng);董斌;;基于在線自校準(zhǔn)的寬溫高精度信號(hào)設(shè)計(jì)[J];國(guó)外電子測(cè)量技術(shù);2011年11期

6 宋劍波;標(biāo)準(zhǔn)壓力源自校準(zhǔn)方法探討[J];宇航計(jì)測(cè)技術(shù);2001年06期

7 張佳薇;曹軍;;基于分布圖與分批估計(jì)的自校準(zhǔn)層融合算法研究[J];森林工程;2010年06期

8 薛昭武,陳碩;一種基于自校準(zhǔn)技術(shù)的信號(hào)采集系統(tǒng)[J];福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年01期

9 ;Fluke與中國(guó)計(jì)量院合作開展自校準(zhǔn)技術(shù)評(píng)估測(cè)試[J];電子設(shè)計(jì)技術(shù);1998年07期

10 李國(guó)友;付承毓;何培龍;杜升平;;光測(cè)系統(tǒng)誤差的軌道約束自校準(zhǔn)[J];光電工程;2013年12期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 徐進(jìn);蔡新舉;;電子設(shè)備的機(jī)內(nèi)自校準(zhǔn)電路設(shè)計(jì)[A];2004全國(guó)測(cè)控、計(jì)量與儀器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2004年

2 于廣春;李榮利;;通用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)建模與原位自校準(zhǔn)方法研究[A];第七屆全國(guó)信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 江禮陽(yáng);14-bit自校準(zhǔn)電流舵DAC設(shè)計(jì)[D];北方工業(yè)大學(xué);2016年

2 朱蓓麗;10位10MHz自校準(zhǔn)SAR ADC設(shè)計(jì)[D];北方工業(yè)大學(xué);2016年

3 王曉曉;面向精密測(cè)量的自校準(zhǔn)技術(shù)研究[D];中國(guó)計(jì)量學(xué)院;2014年

4 馮之因;改善DAC線性特性的方法研究[D];上海交通大學(xué);2010年

5 胡昆;基于砷化鎵吸收式多通道自校準(zhǔn)光纖溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：833324