文档介绍：电子科技大学
硕士学位论文
流水线型模数转换器的设计与研究
姓名:武海军
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:刘诺;曹先国
20080501
摘要模数转换器悄D庑藕畔蚴中藕抛;坏慕涌诘缏罚谙执藕糯系统中被广泛使用。流水线模数转换器由于其本身结构而具有高速高精度的优点,其功耗也较低,因此备受关注。基于对位/级的流水线模数转换器工作原理和结构的研究,建立了模型并分析关键模块对结果的影响,并设计了一款位兆赫兹的位/级的流水线模数转换器和部分模块的版图。本文工作主要包括下面四个部分:⒋恿魉吣J;。采用工具分析了运算放大器和比较器的误差对结果的影响。由于流水线模数转换器结构和性能的不同,电路设计中采用的技术也不同,也详细研究了流水线模数转换器中采用的技术以及随着工艺和设计水平的提高出现的新的设计技术。⒒赟的流水线模数转换器中的电路。设计的模块主要有:痘荚矗采样保持电路;朔ㄊW;黄鳎运算放大器:冉掀鳎自举开关。对采样保持电路和运算放大器进行了系统的分析,研究了乘法数模转换器的噪声特性和开关的导通电阻。同时设计了子模数转换器、不交叠时钟电路、延迟阵列和数字校正电路等模块。带隙基准源在工艺下温度从5。变化时基准电压变化,在工艺下变化。运算放大器的带宽可达缀兆龋辔裕度为。。数字校正电路中的模块逻辑结构与全加器组成的校正逻辑相比具有结构简单和管子少的优点。⒔辛讼低撤抡妫峁砻髟谑淙胄逼滦藕攀保负趺挥卸B耄辉谑淙兆赫兹正弦信号,采样频率为兆赫兹时,转换结果正确,分析结果表明无杂散动态范围为,静态功耗约为⒆詈蠛献魃杓屏瞬糠值缏返陌嫱迹写痘荚础⒆跃倏9亍⒉唤坏敝电路和触发器。在以上模块的版图设计中,需注意器件的匹配和寄生效应。分析了堋⒌缛莺偷缱璧牟季趾土臃绞酱佣锏狡ヅ浜腿绾伪苊馓煜咝вΑI计了各个模块在整个芯片中的版图布局,其中模拟模块和数字模块应分开。同时瘟腃旌闲藕殴ひ眨杓坪头抡媪缀兆
应尽量按照信号流的方向来布局。关键词:模数转换器,流水线,运算放大器,版图摘要Ⅱ
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妞匆日期:砌游加诉签名:望嬉签名:赵嬗日期:伽髫年矗,月口归独创性声明关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑导师签名:
第一章绪论研究现状和进展模数转换器悄D饧傻缏返囊桓鲋匾W槌刹糠郑悄D庑藕畔蚴字信号转换的接口电路,它的作用就是将模拟信号转换成相应的数字信号。由于现实世界是模拟的世界,自然界中的物理量在时间和能量上是连续的。数字信号则是不连续的,正因为如此,它有很多优点,如抗干扰性强,易于传输等。可以说悄D馐澜绾褪质澜绲那帕海员还惴河τ糜谌缦孪低常信号检测与处理、数字视频接收机、高清电视等现代数字通信系统领域。经成为制约计算机、多媒体技术、数字信号处理等发展的主要因素,是解决各种信号处理速度及精度的瓶颈。随着数字技术的发展,系统对模拟技术的要求就越高。因此对模数转换器的要求也就越高。当前,国际上对芯糠浅;钤尽】【俊】【,各种高性能高速模数转换器都被开发出来。年,热恕緇】开发了使用工艺,工作电压是眯酒采样速度下测试得到无杂散动态范围达到,微分非线性址窍咝是/8猛哦又饕2捎米耘渲梅椒来消除电容的匹配,提高线性度,文中给出了使用和不使用该技术的夹危梢灾惫鄣胤⑾指眉术在解决电容不匹配方面存在明显的优势。同年四月,在上报道了瓽等人【可杓屏的高速8猛哦佑ひ眨缭吹缪.,面积仅为,而其中所用的结构是逐次逼近峁梗捎昧朔掷电容阵列技术。这一技术非常有效,因为对于逐次逼近涑鲆桓鍪致胄枰狽,狝精度,鞘敝又期,该芯片可以达到的吞吐率,这是非常快的速度。尤其是在工艺中来实现,同时该芯片中还采用了时间交织的技术来提高工作速度,信号噪声畸变比为.,功耗仅为。从国际上的研究报道可以看出,闹饕7⒄骨魇剖撬孀虐氲继骞ひ占际的提高向⒏叻直媛省⒏咦;凰俾省⒌凸姆较蚍⒄埂0氲继骞ひ照.∥,,向和靠近,瓽等人【已经用工艺成功设计了高性能的裳