發(fā)布時間：2019-05-14 14:00

【摘要】：隨著科學技術的發(fā)展,特別是數字信號處理、通信系統的高速發(fā)展,對作為模擬信號與數字信號轉換接口的模數轉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轉換器的設計。由于在各類模數轉換器結構中流水線模數轉換器能夠實現高速與高精度間最好的折中,因此,本論文將詳細分析流水線模數轉換器中各類誤差和噪聲,建立其詳細的功耗及噪聲模型,采用級精度分布理論和電容縮放技術,最終得到基于工藝條件的功耗最優(yōu)化架構及各級流水級設計指標。同時,提出針對流水線模數轉換器流水級電容失配及運放失調引起的不連續(xù)誤差和增益誤差的數字校準算法。本論文利用數學運算軟件Matlab及其組件Simulink設計了一款14比特10MHz采樣率流水線模數轉換器,搭建其功耗優(yōu)化模型確定其整體系統架構為12級1.5比特流水級和1級2比特流水級結構,同時,針對第一級1.5比特流水線采用本論文所提出的數字校準算法,在一定引入電容失配誤差和運放失調誤差的情況下,通過行為級建模仿真驗證了提出的數字校準算法的有效性和可行性。根據所確定的功耗最優(yōu)化系統架構、各級流水級設計指標、數字校準方案,基于CSMC 0.5μm單層多晶、三層金屬CMOS工藝實現了一款14比特分辨率、10MHz采樣速率的流水線模數轉換器,芯片核心部分面積2.26×3.05mm2,模擬5V電壓、數字3.3V電壓供電情況下整體功耗為308.96mW。測試結果表明:靜態(tài)參數微分非線性(Differential Nonlinearity,DNL)、積分非線性(Integral Nonlinearity,INL)分別由校準前+2.39/-1.93LSB、+8.58/-3.57LSB提高為校準后+0.81/-0.91LSB、+1.47/-1.99LSB,動態(tài)參數無雜散動態(tài)范圍(Spurious Free Dynamic Range,SFDR)、信噪比(Signal to Noise and Distortion Ratio,SNDR)、有效比特數(Effective Number of Bits,ENOB)分別由校準前66.47dB、62.36dB、10.06bit提高為校準后79.61dB、72.83dB、11.81bit。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN792

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本文編號：2476773