文档介绍：厦门大学
硕士学位论文
一种高速高分辨率流水线型A/D转换器的低功耗设计
姓名:柴宝玉
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:郭东辉
20060701
摘要关键词:流水线;模/数转换器:集成电路设计现代电子系统已经发展到复杂的片上系统锥危执砑际醯成熟使得模/数/转换器成为系统性能提高的瓶颈。为了满足高分辨率成像和无线通信领域等便携式应用对高速、高分辨率疍转换器的低功耗要求,本论文对一种转换速率为痵、分辨率为位的流水线型疍转换器的子电路进行低功耗设计和仿真。本论文首先分析比较各种疍转换结构的性能特点,选择采用在高速、高分辨率和低功耗等性能指标之间达到良好折衷的流水线结构来进行设计。接着分析流水线电路的工作原理和特点,选择采用位的最优的每级分辨率。然后详细分析了影响阅苤副甑亩嘀址抢硐胍蛩亍2⒅赋鱿蚣跎僬庑┓抢硐因素影响的各种技术,其中详细介绍了两种误差消除技术:下极板采样技术和数字校正技术。最后,在理论分析的基础上采用的工艺与器件模型来设计该流水线疍转换器的具体电路,并采用全定制版图设计方法完成了主要电路模块的版图设计。仿真结果表明,设计完成的子电路性能基本符合设计要求。本论文的创新之处在于:⒉捎米远ハ蛳碌纳杓品椒ㄉ杓屏魉逜/缏罚瓿闪烁鞲鲎拥缏模块的设计仿真;⒉捎昧艘恢质褂迷鲆嫣岣呒际醯奶淄彩焦苍垂舱ぴ怂惴糯器,在提高增益和带宽的同时降低了功耗,运放主体部分的功耗仅为:子泄丶糠直冉掀鞯纳杓撇捎昧恕侄怨ひ毡浠推骷黄ヅ渚哂新嘲性的动态比较器,功耗仅为.,极大地降低了系统的功耗。
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厦门大学学位论文原创性声明嗓毫砂加口赕菰耭日兹呈交的学位论文,是本人在导师指导下独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果,均在文中以明确方式标明。本人依法享有和承担由此论文产生的权利和责任。声明人┟:
瓠讧以日期:矽羼矿月/日厦门大学学位论文著作权使用声明⒉槐C奶螺雪玉日期:矽。關月本人完全了解厦门大学有关保留、使用学位论文的规定。厦门大学有权保留并向国家主管部门或其他指定机构送交论文的纸质版和电子版,有权将学位论文用于非营利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅,有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索,有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适应本规定。本学位论文属于⒈C年解密后适用本授权书。作者签名:导师签名:
⋯第一章绪论现代电子系统发展的现状析比较目前广泛使用的几种疍转换器的性能特点;然后指出目前疍转换器发展的关键技术问题,说明流水线型结构是广泛采用的高速、高分辨率、低功耗于传输、存储无损失、精度高、功耗小等显著的优点和优势【浚谛藕糯砗痛等集成在一起,构成复杂的数模混合系统,这样对芯片的成本、功耗、面积等提本论文工作的目的是将动态比较器速度快、功耗小等特点应用于高速高分辨率的流水线型模/数/转换器,来降低转换器恼骞摹NA饲康本论文的必要性和可行性,本章首先介绍现代电子系统发展的现状,说明低功耗是必然要求,尤其是对便携式电子系统;接着分析疍转换器的发展现状,分的疍转换结构,并分析其工作特点,说明动态比较器应用的可行性,由此展开本论文的工作;最后,简要介绍本论文其它章节的安排。近几十年来,电子系统的应用日益广泛,已经渗透到军事、消费电子、通信和工业应用等各个技术领域。随着微电子技术和计算机技术的成熟和发展、实际应用的要求不断提高,现代电子系统已经发展到复杂的片上系统锥巍緇K墙藕挪杉⒋怼⒋娲⒑褪涑龅韧暾南低臣稍一起的单片电子系统。近年来数字处理技术飞速发展,加上其抗干扰能力强、便储等方面得到广泛的采用。但自然界的各种物理信息缬镆簟⑼枷竦是由模拟信号体现出来的,要想用数字技术对这些信息进行处理和存储,就必须先把模拟信号转换成数字信号,疍转换器就是实现这一转换的器件。獳/;黄鳌⑽⒋砥或数字信号处理器⒋娲⑵出了更高的要求。而除疍转换器外,其它部分都使用数字系统来完成,可以充分利用数字技术的优点。因此,如何提高疍转换器的性能、降低功耗和成本成为电子系统设计的一个关键问题,特别是对便携式电子系统缡只⑹相机等
疍转换器的发展现状各类疍转换结构性能比较疍转换器的出现起源于两大领域D馐澜绾褪质澜信息的交互。自世纪年代末开始,电话的出现引起了人们对脉冲编码调制的研究,然而直到世纪年代早期,高速数字计算机、航空设备和导弹遥感勘测系统等的出现才引起了发明家和开发者对疍转换的关注【俊K窍嗉掏瞥隽烁髦指餮疍转换结构,但只有少数几种类型获得了广泛的实际应用,包括∑一△型、逐次逼近型、积分型和闪烁型等。∑.△型结构虽然早在年代就被提出,但直到近年来才得到蓬勃发展,并以其分辨率高、线性度好、成本低等特点得到越来越广泛的应用,有