文档介绍：江苏大学
硕士学位论文
10位20兆采样频率高性能流水线结构模数转换器设计
姓名:徐志春
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:成立
20071201
摘要以替代许多传统的模拟电路。由于自然界中出现的信号和人类能感知的信号都属于模拟量,数字电路必须经由数模转换系统才能建立与自提出了新的要求。本文在对目前流行的各种蟹治霰冉系幕换器电路,利用冗余位设计和数字校正技术减少了失调误线疍转换器体系结构,它采用两级子模块共享一个改进的运算跨导放大器詈笙晗阜治錾杓屏艘桓龈咝阅堋⒌凸目绲荚怂放大器和动态比较器模块。本文最终完成了一个每级为位结构、位、兆赫兹采样频率高性能低功耗的流水线丶?榈缏返纳杓啤U龅缏飞杓苹的性能,完全满足流水线结构母咚俚凸纳杓埔G蟆关键词:模拟数字转换器,流水线,高速,低功耗,开关电容电路微电子技术与信息技术的发展不断推动着电路系统的数字化进程。数字电路在工艺、性能方面的优势使其应用越来越广泛,几乎可然界的联系。在混合系统中,模数转换器是对物理信号进行数字化处理的入口部件,它的性能直接关系到整个信号处理系统的品质。数码影音等消费类电子产品的普及对高性能低功耗的模数转换器上,重点设计并研究了一种高速高精度低功耗的流水线结构论文在介绍了流水线驹碛虢峁购螅治隽肆魉逜系统设计中存在的非理想因素与各种误差源,然后在考虑各种约束条件后,提出了系统的具体设计方案,主要采用开关电容电路设计了输入采样/保持模块⒆幽J;黄捅对鍪W差。为了提高流水线恼逍阅懿⒔档凸模岢隽烁慕牧魉工艺,电源供电,利用对捅冉掀髂?榈路进行了仿真,所设计的;吩鲆嫖ノ辉鲆娲砜纱绷鞴脑嘉。结果显示,所设计的丶?榈缏中图分类号:。江苏大学硕士学位论文“
第一章绪论课题的研究目的与意义江苏大学硕士学位论文随着计算机、通信以及微电子技术的迅猛发展,消费类电子产品越来越普及,它们已成为人们生活中不可缺少的一部分。得益于数字电子技术的发展,现代的电子产品大多数依靠数字处理系统来处理信号,产品数字化的趋势越来越明显。数字技术与传统的模拟技术相比,产品功耗较低,信号抗干扰能力较强,设计、生产都能实现自动化,更重要的是随着超大规模集成电路的发展,芯片做得越来越小,功能越来越强,成本越来越低,这使电子产品更加丰富多彩,自然界中的信号和人类能感知到的信号都是模拟量,不能被数字电路直接处理,而要通过数据转换器将模拟信号与数字信号相互转换。模数转换器将自然界的模拟量转换成数字处理器可以接受的数字量;而数模转换器是将数字系统的数字输出结果转化为人们可以感知的具体的模拟量。在现代社会各个领域中,先进的电子设备都要用到疍或疉转换器,特别是雷达、通讯、医疗影像和传感器等领域对高速、高分辨率的模数转换器的需求越来越大【怠模数转换器是模拟信号与数字处理系统的接口器件,它的指标在很大程度上影响了整个系统的性能好坏。特别是随着数字信号处理器俣群途ǘ鹊不断提升,丫晌J窒低程岣咝藕糯硭俣群途ǘ戎副甑钠烤蔽侍狻的采样频率;一般的电荷耦合器件:摄像系统需要位的精度和几十兆赫兹的采样频率;而在高端视频信号处理和通讯系统中则需要位以上的精度,数十到上百兆赫兹采样频率的转换器,才能满足系统的要求【唷俊T贏的基本结构中,快闪式结构速度最快,它的功耗和芯片面积会随着分辨率的提高而急剧增加,一般精度在灰韵拢换中秃椭鸫伪平褪于中低速ǘ瓤纱飈坏灰陨希还裳途ǘ瓤纱灰陨希要用于低速音频领域。流水线结构不属于基本的模数转换器,但在精度、速度和功耗方面相对于其他类型泻艽蟮母纳疲蚨惴河糜谛藕藕托畔⒋硪产品更新换代更快。传统的正交平衡调幅制系统要求哂位的精度和
分辨率指数增长的缺点,不适合于高分辨率徽鄣!2逯到峁褂τ谜鄣江苏大学硕士学位论文世纪年代以来,在单片氖迪址矫妫嗉烫岢隽斯裳⑷ú行、子区式、折叠——插值式、流水线和并行时间交织等结构。其中,过采样结’构通过过采样和噪声整形可以得到很高的分辨率,但是其转换速度一般在兆赫数量级以下;全并行峁褂捎谌ú坎⑿写浼按硇藕诺奶氐悖谙钟械结构中速度最高,输入到输出延迟最小,但是全并行处理也带来了功耗和面积随和插值技术纠正了全并行结构中电路规模按指数增长的缺点,但是折叠处理限制了信号带宽,而且对晶体管跨导和匹配的高要求使它不利于器件的实现;子区式结构通过将转换范围分区和信号分步转换来换取电路规模和功耗的减小,但是它以多级串行转换获得一次输出的工作方式,大大降低了转换速度:流水线结构在子区式结构的各级之间引入了采样/保持放大电路,使得子区转换可以并行工作,大大提高了子区式结构的速度;并行时间交织结构将多路结构一致的楹显谝黄穑顾嵌酝桓鍪淙胄藕沤惺奔浣恢裳源死词迪值个荒艽锏降乃俣龋峭ǖ兰涫У骱驮鲆娴牟黄ヅ洹⒎蔷炔裳任题使其难以达到高精度。一般认为,对于分辨率大于⒆