文档介绍：复旦大学
硕士学位论文
高速、高精度流水线模数转换器设计研究
姓名:陈廷乾
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:任俊彦
20070531
摘要此设计采用了的甿吐能力的要求永无止境,从而促使蜂窝基站无线电信号带宽越来越高。而且,各时兼容各种标准。这些要求使得传统的基站系统架构日益复杂化。为了简化基站设计,现代无线基站在接收机端采用高中频外差架构。这种高中通常,此种模数转换器的采样速率要达到陨希琒4锏针对这种应用要求,本文研究了一种伏比特撞裳俾实牧魉吣特结构和比特结构的优缺点,系统整体指标的分析与确定;接着从具体电路实现的角度,详细阐述了关键模块电路的分析和设计,如改进型的栅压自举裳9兀ú,用户对更高容量、更快接入速度以及更高数据吞种通讯标准如琓、某鱿质沟梦蠢捶湮鸦拘枰M频外差架构需要高无杂散动态范围、高采样速率的模数转换器来实现。数转换器的设计。文章首先阐述了此种木咛逵τ贸『希喝缓蠓治隽烁呔ǘ流水线模数转换器的各种误差来源,如电荷注入、时钟抖动、采样开关的非线性、电容的不匹配、运算跨导放大器的有限增盏、增益变化、不完全建立等误差,系统结构的分析与选取,如从功耗、动态性能、结构复杂度等方面分析比较比容翻转式采样保持电路,共栅密勒补偿搅郊斗大器,比特数模转换乘法器,比较器等;随后介绍了版图设计和电路测试分析:文章最后进行了总结。工艺实现,有限面积为奈。关键词:数模混合集成电路:模数转换器;流水线:栅压自举:增益自举;共栅密勒补偿:增益误差;非线性失真中图分类号:高速、高精度流水线模数转换器设计研究
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第一章引言研究背景与应用意义路规模的进一步增大,晶体管尺寸按比例缩小,数字电路速度越来越快,导致数芯片的鲁棒性、灵活性与可编程性,出现了将信号处理从模拟领域转移到数字领域的趋势。这个趋势推动了模数转换器!DD馐澜缬胧窒低持涞接口——不断向高频,乃至射频方向发展。系统对于模数转换器速度的要求越来度模数转换器的设计更是其中的技术瓶颈,始终是国际上研究的热点和重点,并具有很好的理论研究价值和重要的应用背景。近十多年来,无线通讯一直推动着模拟集成电路的发展。对于各种电子通讯终端产品来说,在其各芯片的设计过程中,价格、体积、重量起着决定性的作用。这意味着芯片的更高集成度。而且对于各种电池供电的电子产品,功耗在其芯片设计中也扮演着重要角色。另外,随着无线宽带时代的来临,用户对更高容量、更快按入速度以及更高数据吞吐能力的要求永无止境,从而促使蜂窝基站无线电信号带宽越来越高。而且,各种通讯标准如甋、出现使得未来蜂窝基站需要更智能化来兼容各种标准,这种智能化就是软件无线电技术,要求将基站接收机端的模拟和数字信号处理模块推向天线端。。图描述了采用模数转换器简化基站接收机设计的最理想架构框图。这种理想架构需要模数转换器进行射频采样,即采样率达到吉赫兹。并且能在强干扰存在的情况下有足够的动态范围来处理几微伏的弱信号。然而,由于目以这种架构只能成为一种想象。依据当前的工艺技术,两种折中的接收机架构同样可以大大提高基站系统的集成度,这就是图所示的直接变频接收机英特尔创始人之一的戈登·摩尔于年提出著名的摩尔定律:集成电路上可容纳的晶体管数目约每个月增加一倍,性能也提高一倍。近年来随着集成电字信号处理系统母咚俜⒄埂NA颂岣呔ǘ群托藕糯硭俣龋痹銮越高。同时,由于靠电池供电的便携式设备日益普及,也要求在达到速度要求的前提下,芯片消耗尽可能少的功耗,以维持较长的系统待机时间。单片系统集成的快速发展则要求接口电路和数字系统集成在一块芯片上,这对降低成本、提高性能具有很重要的意义。模数转换器是高性能混合信号系统中最重要的核心技术,而高速高精前的占际跻约耙恍┗镜奈锢硇вο拗屏苏庵帜J;黄鞯氖迪郑高速、高精度流