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基于SMIC0.18μm工艺10位50 MSPS pipelined ADC系统分析MDAC设计

作　者: 胡清瑞
导　师: 张科峰
学　校: 华中科技大学
专　业: 集成电路工程
关键词: 流水线模数转换器采样保持电路 1.5位每级
分类号: TN792
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 7次
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内容摘要

在信息处理系统中，数字信号更能发挥MCU的优势和处理信号的能力，因此模数转换器在信号处理系统中得到了广泛的应用，其成本和精度直接关系到了信号处理系统的成本和系统的性能。论文针对时间交叉式并行流水线模数转换器具有兼顾信号转换精度、速度及功耗等优点，针对项目的要求重点研究和设计了一款基于SMIC0.18μmCMOS工艺用于基带采样，电源电压为1.8V，采样率为50MHz，分辨率为10位的时间交叉式流水线模数转换器。采用无前端采样保持电路结构，该模数转换器由8级1.5bit每级子流水线级和2bitflash ADC构成，并采用数字校正电路对子流水线级误差进行校正。论文首先介绍了几种常见结构的模数转换器、模数转换器的主要性能参数，并对1.5位每级流水线模数转换器系统进行了分析。之后详细分析了流水线的工作原理，对每一级的精度要求做了定量计算，并对乘法型数模转换器的误差进行详细分析。电路设计方面本文着重介绍乘法型数模转换器的设计，包括采样保持开关结构的选择及设计、运算放大器的性能要求推导及设计、共模反馈电路的设计。本课题在Cadence软件下进行仿真和设计，并用spectre仿真器对流水线模数转换器系统进行性能仿真。在时钟频率为48MHz、输入信号频率为5MHz时，SNDR为60.2dB、有效数字为9.7、SFDR为70.98dB，达到了预期设计目标。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1. 绪论  8-11
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 流水线 ADC 的研究动态和发展趋势  9-10
  1.3 本论文主要工作和结构安排  10-11
2.模数转换器概述  11-23
  2.1 ADC 的主要性能指标  11-19
  2.2 几种常见结构的模数转换器  19-23
3. 1.5 位/级流水线 ADC 系统分析及设计  23-30
  3.1 流水线 ADC 结构及工作原理  23-25
  3.2 1.5 位每级子流水线  25-27
  3.3 2 位 flash ADC  27
  3.4 数字校正算法  27-30
4. 乘法型数模转换器的设计  30-63
  4.1 MDAC 的结构及其工作原理  30-35
  4.2 MDAC 的误差分析  35-42
  4.3 采样保持开关的设计  42-50
  4.4 运算放大器的设计  50-58
  4.5 MDAC 及 ADC 的仿真结果  58-63
5 总结与展望  63-64
  5.1 总结  63
  5.2 未来研究方向  63-64
致谢  64-65
参考文献  65-68

基于SMIC0.18μm工艺10位50 MSPS pipelined ADC系统分析MDAC设计

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