学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

12位10MHz流水线ADC的研究与设计

作　者: 杨战鹏
导　师: 叶星宁
学　校: 电子科技大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 流水线模数转换器 开关电容电路 运放共享 去除前端采样保持
分类号: TN792
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 75次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


模数转换器(ADC)作为模拟系统和数字系统的接口,是电子系统中非常重要的单元电路。高速、高精度的ADC设计已经成为集成电路中的一个重要研究热点。在各种结构的ADC当中,因为流水线结构的ADC能够在分辨率和转换速率之间达到较好的折中,所以得到了广泛应用。本文设计了一个12位, 10- MS s流水线结构的模数转换器。该ADC由10级1.5位/级的流水线结构和最后一级2位全并行ADC所构成。为了实现低功耗,本设计中首先采用了没有传统前端采样保持电路的第一级流水线结构,这样还能避免前端采样保持电路所带来的非线性和噪声;其次,采用了运放共享技术,能使运放的数目减少一半,只需要五个运放就可以实现12位的分辨率;再次,采用了采样电容和运放逐级缩减技术;最后,采用了数字冗余技术,这样可以降低Sub -ADC的对比较器失调电压的要求,从而可以采用动态比较器。本文在0.35-μm工艺技术下实现了12位, 10- MS s流水线结构的模数转换器的设计。通过仿真可以得到,在10MHz采样率和295kHz输入信号频率下,本文所设计的ADC可以达到92.56 dB的无杂散动态范围,72.97 dB的信号噪声失调比,相当于11.83个有效位数,并且在5V供电电压下的功耗仅为44.5mW。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 引言  9-11
  1.1 研究背景  9
  1.2 模数转换器的发展趋势  9-10
  1.3 本论文的任务和结构  10-11
第二章 模数转换器的主要参数  11-18
  2.1 静态参数  11-14
    2.1.1 失调误差（Offset Error）  11-12
    2.1.2 增益误差（Gain Error）  12-13
    2.1.3 差分非线性（DNL）  13
    2.1.4 积分非线性（INL）  13-14
  2.2 动态参数  14-18
    2.2.1 信噪比（SNR）  15
    2.2.2 总谐波失真（THD）  15-16
    2.2.3 无杂散动态范围（SFDR）  16
    2.2.4 信号噪声失真比（SNDR）  16
    2.2.5 有效位数（ENOB）  16-18
第三章 流水线ADC 工作原理、结构以及非理想因素  18-39
  3.1 流水线ADC 工作原理  18-20
  3.2 流水线ADC 的结构  20-26
    3.2.1 每级1.5 位流水线ADC 的结构  21-23
    3.2.2 数字误差校正逻辑  23-24
    3.2.3 每级1.5 位流水线的开关电容电路  24-26
  3.3 ADC 中的非理想因素及影响  26-31
    3.3.1 子模数转换器的误差  26-27
    3.3.2 电容的非线性和失配  27-28
    3.3.3 运放的有限直流增益  28-29
    3.3.4 运放有限的带宽  29-31
  3.4 噪声  31-39
    3.4.1 闪烁噪声  31
    3.4.2 MOS 管热噪声  31-32
    3.4.3 运算放大器热噪声  32-33
    3.4.4 采样电路噪声  33-34
    3.4.5 每级1.5 位MDAC 噪声  34-37
    3.4.6 流水线ADC 噪声  37-39
第四章 低功耗设计技术  39-46
  4.1 电容逐级递减技术以及每级转换位数的选取  39-40
  4.2 去除前端SHA 的流水线前级结构  40-41
  4.3 运放共享技术  41-46
    4.3.1 通道间的运放共享  43-44
    4.3.2 级间的运放共享  44-46
第五章 12 位10-MS/S 流水线ADC 的设计与仿真  46-63
  5.1 1.5 位/级12 位流水线ADC 的整体结构  46-47
  5.2 第一级流水线的设计  47
  5.3 第二级流水线的设计  47-48
  5.4 MDAC1 和MDAC2 运放共享设计  48-50
  5.5 增益提高运算放大器  50-55
    5.5.1 增益提高技术  50-53
    5.5.2 增益提高运放的设计  53-55
  5.6 比较器设计  55-58
  5.7 两相不交叠时钟设计  58-59
  5.8 数字误差校正电路  59-61
  5.9 12 位10-MS/S 流水线ADC 的仿真结果  61-63
第六章 结论  63-64
致谢  64-65
参考文献  65-68
攻硕期间取得的研究成果  68-69

相似论文

  1. 适用于多模无线通信系统中的可配置流水线模数转换器的研究与设计,TN792
  2. 面向低电源电压的高性能流水线模数转换器的研究与实现,TN792
  3. 10-bit 50-MS/s低功耗流水线模数转换器设计,TN792
  4. 移动检测型CIS中低功耗流水线模数转换器的设计,TN792
  5. 插值分布反馈结构的Sigma-Delta调制器设计,TN761
  6. 一种用于语音信号处理的12位Sigma-Delta调制器的设计,TN761
  7. 低压高性能采样/保持电路的研究,TN792
  8. 高性能流水线模数转换器设计,TN792
  9. 高精度sigma-delta ADC的研究与设计,TN792
  10. 流水线模数转换器双模式数字后台校正技术,TN792
  11. 高精度、低功耗流水线型模数转换器的研究与设计,TN792
  12. 基于CMOS 0.18μm工艺的一种流水线模数转换器的设计,TN792
  13. 一种10位，200MSample/s模数转换器的设计,TN792
  14. 低功耗模数转换电路研究,TN792
  15. 2.8V、25MHz、10比特模数转换器的设计,TN792
  16. 采用MEMS技术研制聚酰亚胺湿度传感器,TP212.1
  17. 一个9bit、125MHz流水线式ADC的研究与设计,TN792
  18. 10位20MSPS流水线A/D转换器的研究,TN79
  19. 二阶Sigma-Delta调制器的研究与设计,TN761
  20. 高速高精度采样/保持电路理论模型与技术实现,TN792

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 数字电路 > 数模、数模转换电路
© 2012 www.xueweilunwen.com