本文關(guān)鍵詞：深亞微米CMOS工藝下時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計(jì)

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【摘要】：近幾十年來時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(TDC)都被用在飛行時(shí)間的測量系統(tǒng)中,最近幾年隨著全數(shù)字鎖相環(huán)研究的興起,不斷提高了對TDC性能的需求。工藝的進(jìn)步縮短了邏輯門的延時(shí),使得延時(shí)鏈TDC被應(yīng)用到越來越多的系統(tǒng)中。但是片內(nèi)的失配限制了 TDC的分辨率和線性度�；陂T控環(huán)形振蕩器(GRO)的過采樣TDC可以克服失配的難題,非常適合于寬動態(tài)范圍和高分辨率的應(yīng)用。但是,由于漏電流以及電荷分享這類非理想效應(yīng)的存在,門控振蕩器會產(chǎn)生時(shí)間斜移誤差,時(shí)間斜移誤差會增加GRO-TDC的帶內(nèi)積分噪聲,同時(shí)產(chǎn)生死區(qū)效應(yīng),降低了 TDC的性能。本文提出了一種利用時(shí)間斜移整形技術(shù)的2-0級聯(lián)結(jié)構(gòu)的基于門控振蕩器的△∑時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器。提出的TDC包含一個(gè)環(huán)形數(shù)字時(shí)間轉(zhuǎn)換器和一個(gè)基于時(shí)域加法器的時(shí)間寄存器。數(shù)字時(shí)間轉(zhuǎn)換器通過與GRO-TDC共享量化器從而無需校準(zhǔn)并且降低了功耗。通過將GRO量化器的輸出分割為MSB和LSB兩部分,環(huán)形數(shù)字時(shí)間轉(zhuǎn)換器的精度要求被進(jìn)一步降低。利用該時(shí)間斜移整形技術(shù),GRO的時(shí)間斜移誤差被一階整形,同時(shí)死區(qū)效應(yīng)被消除。與此同時(shí),實(shí)現(xiàn)了量化噪聲的二階整形。該項(xiàng)技術(shù)易于在寬帶和低功耗方面得到應(yīng)用。另一方面,我們提出了一種利用電荷泵和逐次逼近性模數(shù)轉(zhuǎn)換器(SAR-ADC)的TDC。根據(jù)這種結(jié)構(gòu),我們可以通過提高電荷泵的電流和減小采樣電容來提高TDC的分辨率。因此不再存在延時(shí)鏈TDC那樣的分辨率限制。我們利用SAR-ADC基于它緊湊的結(jié)構(gòu),較好的可擴(kuò)展性,極低的功耗,以及較小的面積。該TDC由于較小的面積和功耗,以及皮秒級的分辨率,非常適宜用于全數(shù)字鎖相環(huán)中來實(shí)現(xiàn)低的帶內(nèi)相位噪聲。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN792

【參考文獻(xiàn)】

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1 萬富強(qiáng);刁盛錫;林福江;;一種改進(jìn)運(yùn)放共享結(jié)構(gòu)的11位流水線ADC設(shè)計(jì)[J];微電子學(xué)與計(jì)算機(jī);2016年11期

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1 呂偉;用于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器研究與實(shí)現(xiàn)[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

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本文編號：1290109