發(fā)布時(shí)間：2019-05-14 14:00

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特別是數(shù)字信號(hào)處理、通信系統(tǒng)的高速發(fā)展,對(duì)作為模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換接口的模數(shù)轉(zhuǎn)換器也提出了越來越高的要求,主要是高速度、高精度及低功耗的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)。由于在各類模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)中流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器能夠?qū)崿F(xiàn)高速與高精度間最好的折中,因此,本論文將詳細(xì)分析流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器中各類誤差和噪聲,建立其詳細(xì)的功耗及噪聲模型,采用級(jí)精度分布理論和電容縮放技術(shù),最終得到基于工藝條件的功耗最優(yōu)化架構(gòu)及各級(jí)流水級(jí)設(shè)計(jì)指標(biāo)。同時(shí),提出針對(duì)流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器流水級(jí)電容失配及運(yùn)放失調(diào)引起的不連續(xù)誤差和增益誤差的數(shù)字校準(zhǔn)算法。本論文利用數(shù)學(xué)運(yùn)算軟件Matlab及其組件Simulink設(shè)計(jì)了一款14比特10MHz采樣率流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器,搭建其功耗優(yōu)化模型確定其整體系統(tǒng)架構(gòu)為12級(jí)1.5比特流水級(jí)和1級(jí)2比特流水級(jí)結(jié)構(gòu),同時(shí),針對(duì)第一級(jí)1.5比特流水線采用本論文所提出的數(shù)字校準(zhǔn)算法,在一定引入電容失配誤差和運(yùn)放失調(diào)誤差的情況下,通過行為級(jí)建模仿真驗(yàn)證了提出的數(shù)字校準(zhǔn)算法的有效性和可行性。根據(jù)所確定的功耗最優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu)、各級(jí)流水級(jí)設(shè)計(jì)指標(biāo)、數(shù)字校準(zhǔn)方案,基于CSMC 0.5μm單層多晶、三層金屬CMOS工藝實(shí)現(xiàn)了一款14比特分辨率、10MHz采樣速率的流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器,芯片核心部分面積2.26×3.05mm2,模擬5V電壓、數(shù)字3.3V電壓供電情況下整體功耗為308.96mW。測(cè)試結(jié)果表明:靜態(tài)參數(shù)微分非線性(Differential Nonlinearity,DNL)、積分非線性(Integral Nonlinearity,INL)分別由校準(zhǔn)前+2.39/-1.93LSB、+8.58/-3.57LSB提高為校準(zhǔn)后+0.81/-0.91LSB、+1.47/-1.99LSB,動(dòng)態(tài)參數(shù)無雜散動(dòng)態(tài)范圍(Spurious Free Dynamic Range,SFDR)、信噪比(Signal to Noise and Distortion Ratio,SNDR)、有效比特?cái)?shù)(Effective Number of Bits,ENOB)分別由校準(zhǔn)前66.47dB、62.36dB、10.06bit提高為校準(zhǔn)后79.61dB、72.83dB、11.81bit。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN792

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本文編號(hào)：2476773