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基于CMOS工艺10位模数转换电路的设计

作　者: 王俊博
导　师: 邱成军
学　校: 黑龙江大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 基于CMOS工艺逐次逼近模数转换器数模转换器比较器
分类号: TN792
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

模数转换电路(ADC)作为模拟和数字电路的接口,一直被广泛应用于雷达、通信、电子对抗、图像、声纳、卫星、导弹、测控系统、医疗、仪器仪表等领域。其中逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)由于其低功耗、高分辨率、高精度以及小尺寸等优点一直被广泛应用。本课题基于0.18微米的CMOS工艺设计了一个10位精度的模数转换器,该结构的ADC主要包括三部分,比较器、模转换器(DAC)和数字逻辑控制部分,其中DAC采用电荷重分配式结构。在设计过程中,利用Cadence仿真软件对电路原理图进行了绘制、仿真并且完成了版图的设计,仿真结果表明该结构的ADC可以满足10位精度的要求,并且在电源电压为1.8V时采样频率为1Msps时其功耗仅为156.82微瓦,版图面积为37μm×40μm,达到了设计目标对低功耗的要求,具有一定的实用价值。

全文目录

中文摘要  2-3
Abstract  3-4
目录  4-7
第1章绪论  7-11
  1.1 课题研究的目的与意义  7-8
  1.2 ADC的发展现状与发展趋势  8-10
  1.3 本课题研究内容  10-11
第2章 ADC的工作原理及分类  11-19
  2.1 ADC的基本工作原理  11
  2.2 ADC的主要分类  11-15
    2.2.1 闪速型ADC  11-12
    2.2.2 逐次逼近式ADC  12-13
    2.2.3 流水式运算ADC  13-14
    2.2.4 过采样型ADC  14-15
  2.3 ADC的性能参数  15-18
    2.3.1 静态特性  15-17
    2.3.2 动态特性  17-18
  2.4 本章小结  18-19
第3章逐次逼近ADC的结构及工作原理  19-31
  3.1 采样保持电路  19-21
    3.1.1 采样保持电路工作原理  19
    3.1.2 采样保持电路基本结构  19-21
  3.2 比较器  21-26
    3.2.1 比较器的原理  21
    3.2.2 比较器的性能指标  21-23
    3.2.3 比较器的常见结构  23-26
  3.3 数模转换器  26-30
    3.3.1 电流按比例缩放DAC  26-28
    3.3.2 电压按比例缩放DAC  28-29
    3.3.3 电荷按比例缩放DAC  29
    3.3.4 DAC的特性  29-30
  3.4 本章小结  30-31
第4章逐次逼近ADC的设计与仿真  31-55
  4.1 比较器  31-35
    4.1.1 比较器的电路结构  31-32
    4.1.2 比较器的仿真结果  32-35
  4.2 DAC的设计  35-45
    4.2.1 DAC的结构设计  35-37
    4.2.2 DAC的仿真结果  37-45
  4.3 数字逻辑的设计  45-47
    4.3.1 数字逻辑设计结构  45-46
    4.3.2 数字逻辑仿真结果  46-47
  4.4 总体仿真  47-54
    4.4.1 总体结构  47-48
    4.4.2 仿真结果分析  48-54
  4.5 本章小结  54-55
第5章版图设计  55-59
  5.1 版图设计规则  55-56
  5.2 具体版图设计  56-58
  5.3 本章小结  58-59
第6章结论与展望  59-60
参考文献  60-66
附录  66-72
致谢  72-73
攻读学位期间发表论文  73-74

基于CMOS工艺10位模数转换电路的设计

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