文档介绍：西安电子科技大学
硕士学位论文
10位40MHz流水线模数转换器的设计
姓名:严奇
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:孙肖子
20060101
摘要流水线结构模数转换器是一种研究和应用非常广泛的模数转换器结构,它的优越性是在保证高速工作的同时,可实现灰陨细叻直媛剩⑶掖蟠蠹跎倭吮较器个数,从而减少了面积,降低了功耗。流水线疍转换器的内部电路包括采样保持电路、余量增益电路、动态比较器、运算放大器、基准源等模拟电路模块,以及寄存器组、选择器、时钟产生电路等数字电路模块,属于数模混合电路。由于本设计对数字电路部分的性能要求较宽松,而且电路结构相对简单,所以采用和模拟电路一致的设计方法。本文在电路设计方面主要介绍了单元电路的设计方法。对于采样保持电路采用了电容底极板采样技术,不仅有效地避免了电荷注入效应引起的采样信号失真,而且消除了时钟馈通效应的不良影响;在每级子模块中采用了没有直流功耗的差分对动态比较器,即提高了速度又降低了功耗;运算放大器采用了可以提高运放增益同时不影响运放单位增益带宽的带增益提高的折叠级联式结构。本文中的电路均是基于サ缭垂┑绲腃ひ眨⒗肏砑⒉。电路仿真结果显示,在典型模型参数和典型仿真条件下,各相指标都能达到设计要求;但是在最坏模型参数和最坏仿真条件下,电路的噪声会显著增加从而使;黄鞯男阅苤副甏锊坏缴杓乒娓瘢虼私酉吕吹墓ぷ餍枰在条件下对电路的噪声做进一步的分析和改进。目前,芯片已流片完成并准备测试。关键词:流水线模数转换采样保持电路动态比较器工艺条件的
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昔、功,专本人签名::丛:奠:蔓影关于论文使用授权的说明日期:立塑石:蔓》罗本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特另员曜⒑椭滦恢兴蘖械哪谌菀酝猓畚闹胁包含其他人已经发表或撰写过的研究成果:也不包含为获得西安电子科技大学或其他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做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校叮以公布论文的全部或部分内容,以允许采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。C艿穆畚在解密后遵守此规定本学位论文属于保密,在年解密后适用本授权书。本人签名导师签名期:
第一章绪论§课题的目的和意义在信号的传输和处理领域,数字信号处理器云湓嚼丛角康氖执理能力得到了广泛的应用,而且和传统的模拟技术相比它的优越性非常明显:第一,对噪声和电源变化等干扰不敏感,能够达到比模拟处理方式更高的精度;第二,数字信号能够方便的保存在媒介上而同时不会产生失真和丧失完整性;第三,数字信号处理方式使得更复杂的处理算法能够比较方便的实现,也利于产品的升级和更新换代:第四,计算机辅助设计技术的发展使数字技术能够非常方便和有效的实现设计自动化;更重要的是大规模集成电路工艺的发展使数字处理的速度越来越高,集成的功能越来越多,实现成本越来越低。尽管数字处理方式有这么多的优点,但是由于来自自然界的信号,如语音信号、传感器信号、雷达回波信号等大多数都是模拟信号,并且系统在对数字信号处理完之后,往往还需要将这些数字信号还原成连续的模拟信号以实现对外界的控制。因此,在这种混合信号无疑是十分关键的部分【。随着数字信号处理技术在高分辨率图像、视频处理等领域的应用,对高速度、高精度、基于标准工艺的男枨笕找嫫惹小H缡滞ㄑ兑约耙搅仆像处理中,采样速度最高需要达到;传统的精度和牟裳剩坏木ǘ群褪缀兆鹊牟裳识訡摄像系统已经足够;而对于数字高清晰电视,则可能需要位到位的精度和高达模数转换器的性能主要取决于所采用的电路结构、主要单元电路的性能、合理的版图设计以及工艺等因素。不同的电路结构其性能特点不同【,积分属于中低速模数转换器,但是精度可以达到位到位以上;峁顾俣茸羁欤孀欧直率的提高,其功耗和芯片面积会急剧增加,因此峁沟哪J;黄骱苌僮系统中,作为模拟信号和数字信号桥梁的模数转换器褪W;黄系统需要坏的采样率。型和逐次逼近型到灰陨希还裳煌谏鲜鼋峁估嘈停渚ǘ瓤梢源锏位以上,但主要应用于低速的音频领域。流水线型并非属于基本的模数转换器结构,但在精度、速度和功耗上相对其它类型有很大的改进,是高速高精度领域的主要应用类型,也是本文主要论述的内容。
§国内外的研究状况全面,而国内起步晚,发展速度较慢,主要集中在低