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文献类型

4 篇 学位论文

馆藏范围

4 篇 电子文献
0 种 纸本馆藏

日期分布

学科分类号

4 篇 工学
- 4 篇 电子科学与技术（可...
- 1 篇 仪器科学与技术
- 1 篇 信息与通信工程

主题

4 篇 流水线型逐次逼近...
2 篇 动态放大器
1 篇 增益误差
1 篇 冗余技术
1 篇 后台校准
1 篇 大小双电容阵列
1 篇 交换负载电容技术
1 篇 增益校准
1 篇 环形放大器
1 篇 一阶误差反馈型噪...
1 篇 辅助放大器
1 篇 开关电容型残差放...
1 篇 参考电压缩减

机构

2 篇 东南大学
1 篇 电子科技大学
1 篇 浙江大学

作者

1 篇 金泽人
1 篇 刘畅
1 篇 项海龙
1 篇 谭裴韬

语言

4 篇 中文

检索条件"主题词=流水线型逐次逼近模数转换器"

共 4 条记录，以下是1-10 订阅

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详细简洁

排序：

高速低功耗流水线型逐次逼近模数转换器的设计

高速低功耗流水线型逐次逼近模数转换器的设计

引用

作者：金泽人浙江大学

学位级别：硕士

高速高精度模数转换器(analog-to-digital converters,ADCs)在图像处理,信息存储和无线通信等领域被十分广泛的应用,然而近年来在工业控制、通信产业领域里,其高速芯片往往又需要十分强大的续航能力。流水线-逐次逼近型模数转换器(pipel... 详细信息

高速高精度模数转换器(analog-to-digital converters,ADCs)在图像处理,信息存储和无线通信等领域被十分广泛的应用,然而近年来在工业控制、通信产业领域里,其高速芯片往往又需要十分强大的续航能力。流水线-逐次逼近型模数转换器(pipelined-SAR ADC)能够实现高速高精度性能的同时保持较低的功耗,因此近年来成为国内外一大研究热点。本文的主要工作是基于180nm CMOS工艺研究与设计一款12位50MS/s的低功耗pipelined-SAR ADC。该系统可视为两级逐次逼近模数转换器(SAR ADC)的级联,第一级SAR ADC的精度为8位,第二级为6位,设置两位的冗余,级间放大器增益为16倍。第一级SAR ADC由于时间比较紧凑,采用了2bit/cycle转换方式来提高转换速度;第二级SAR ADC采用一种拆分电容形式的电容DAC结构以降低第二级SAR ADC的电容数量;针对两级SAR ADC之间的残差放大器,本文采用动态放大器来降低功耗,为了能达到16倍的高增益需求,本文设计了一种latch型动态放大器,并将一种辅助运放与其结合,实现了一种高增益高线性度动态放大器;针对动态放大器的增益不稳定问题,本文设计了一种前台校准方案,不添额外输入信号,时序简单,利用两级SAR ADC的结构来校准动态放大器的增益;此外,本文还设计了一些关键子模块例如动态比较器,异步时序逻辑,数字码误差校准电路等。对所设计的pipelined-SAR ADC进行了版图设计。最终芯片核心面积为430um×850um。后仿真结果表明,在1.8V电源电压下,当采样率为50MS/s,输入信号为24.8MHz、幅度为-1d BFs的正弦信号时,所设计的ADC的有效位数(ENOB)达到11.1562,无杂散动态范围为76.252d B。

关键词：流水线型逐次逼近模数转换器动态放大器辅助放大器增益校准

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高精度百兆采样率流水线型逐次逼近模数转换器的研究与设计

高精度百兆采样率流水线型逐次逼近模数转换器的研究与设计

引用

作者：谭裴韬电子科技大学

学位级别：硕士

集成电路产业发展的蓬勃之势,推动着社会科技不断向前迈步,物联网、人工智能、5G通讯等新兴领域随处可见集成电路的身影,而将我们身边所感知的自然信号转换为数字电信号的模数转换器(ADC),则是实现这些应用的坚实桥梁。计算机通过对转... 详细信息

集成电路产业发展的蓬勃之势,推动着社会科技不断向前迈步,物联网、人工智能、5G通讯等新兴领域随处可见集成电路的身影,而将我们身边所感知的自然信号转换为数字电信号的模数转换器(ADC),则是实现这些应用的坚实桥梁。计算机通过对转换后的数字信号进行处理,就可以实现各项功能,而随着数字信号处理能力的飞速发展,就对转换端的速度、精度以及能耗的综合考量提出了更高的要求,因而成为了ADC设计方案的核心。流水线型逐次逼近模数转换器(Pipelined SAR ADC)作为一种综合型架构,结合了流水线型模数转换器(Pipelined ADC)与逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)的优势,取长补短,能够实现流水行多级并行的高速度以及逐次逼近的低功耗特性。近年来逐渐成为学术界广泛研究的议题,Pipelined SAR ADC在保持高速度、低功耗的前提下,实现高精度成为了研究的核心。本文设计的Pipelined SAR ADC采用第一级6位,第二级5位分辨率的分段方案,每一级采用非二进制级内冗余,提高DAC建立速度,同时级间1位冗余,提高第二级量化的容错性。第二级参考电压范围通过级间衰减了8倍,让残差放大器的增益要求降低。残差放大器采用开关电容的闭环运算放大器,在不同PVT条件下具有优良的稳定性,内部运放采用两级结构,第一级为折叠共源共栅提供高增益,第二级为Class AB输出级,提供较高的带宽,提高运放建立速度。在传统Pipelined SAR ADC架构上通过添加交换负载电容开关电路,通过一定时序控制存储有第二级噪声信号的负载电容与实现放大的反馈电容进行交换,从而实现一阶误差反馈型噪声整形效果,同时采用8倍过采样以及数字滤波技术滤除带外噪声的方式提高ADC转换精度。论文首先通过MATLAB完成电路行为级建模,验证两级“6+5”分段结构的可行性,并综合考虑各种非理想因素对动态性能的影响。再通过Cadence仿真平台,基于40nm CMOS工艺搭建电路,在1.8V电源电压、200MHz的采样率下,通过8倍过采样以及数字滤波器滤除带外噪声,同时结合所提出的交换负载开关电容电路产生的一阶误差反馈型噪声整形,实现了12.07Bits的有效位数,达到了90.81d B的SFDR与74.43d B的SNDR,总能耗为7.32m W。

关键词：流水线型逐次逼近模数转换器冗余技术开关电容型残差放大器交换负载电容技术一阶误差反馈型噪声整形

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12bit 200MS/s高速SAR ADC的设计

12bit 200MS/s高速SAR ADC的设计

引用

作者：项海龙东南大学

学位级别：硕士

随着无线网络通信链路不断发展,通信链路的信号接收端对模数转换器(Analog to Digital Converter)的性能指标的要求越来越高。流水线型模数转换器(Pipeline ADC)虽具备很高的采样率,但功耗大且与先进工艺不兼容;逐次逼近型模数转换器(Su... 详细信息

随着无线网络通信链路不断发展,通信链路的信号接收端对模数转换器(Analog to Digital Converter)的性能指标的要求越来越高。流水线型模数转换器(Pipeline ADC)虽具备很高的采样率,但功耗大且与先进工艺不兼容;逐次逼近型模数转换器(Successive Approximation Register ADC)虽然具备低功耗的优势,但其电容匹配精度限制了其分辨率。而流水线逐次逼近型模数转换器(Pipeline SAR ADC)突破了SAR ADC在精度和采样率上的瓶颈,同时还具备良好的功率效率,适用于现代通信系统,因此逐渐成为研究热点。论文面向高速通信系统的需求,设计一款了两级Pipeline SAR ADC,分辨率为12bit,采样率达到200MS/s。论文建立了基于伪差分环形放大器的两级Pipeline SAR ADC的模型,分析了非理想因素对ADC性能的影响,并设计了相应的电路。首先第一级SAR ADC的电容阵列分为大小两个阵列,一个用于进行高速逐次逼近操作,另一个用于生成低噪声的余量电压,加快了第一级的转换速度;改进设计了“双自零”复位的伪差分环形放大器,使得其线性度有所提高,并将其作为Pipeline SAR ADC中的余量放大器;结合“half-reference”技术解决了由伪差分环形放大器开环增益不足带来的增益误差问题;第二级SAR ADC采用异步SAR逻辑架构,电容阵列设计中加大了dummy电容的大小,不仅缩减了第二级的参考电压,而且增大了环形放大器的负载电容,进而提升了其环路稳定性。论文在台积电40nm CMOS工艺条件下,设计和搭建了论文的电路和版图,ADC整体的核心面积为0.042mm,后仿真环境设置如下:200MS/s采样频率,1.1V电源电压,97.65MHz输入正弦波信号频率,仿真出ADC的有效位数(ENOB)达到了11.49,无杂散动态范围(SFDR)达到了83.72d B,功耗为4.3m W,FOM值为7.47f J/***。达到了设计指标要求。

关键词：流水线型逐次逼近模数转换器大小双电容阵列环形放大器参考电压缩减

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12bit 200MS/s Pipelined-SAR ADC的设计

12bit 200MS/s Pipelined-SAR ADC的设计

引用

作者：刘畅东南大学

学位级别：硕士

高速高精度的模数转换器（Analog-to-Digital Converter,ADC）在移动通信系统中扮演重要的角色,传统的高速高精度ADC通常采用流水线结构实现,但是流水线型模数转换器（Pipelined ADC）功耗很高,不适合应用在电池供电的低功耗系统中,而... 详细信息

高速高精度的模数转换器（Analog-to-Digital Converter,ADC）在移动通信系统中扮演重要的角色,传统的高速高精度ADC通常采用流水线结构实现,但是流水线型模数转换器（Pipelined ADC）功耗很高,不适合应用在电池供电的低功耗系统中,而流水线型逐次逼近模数转换器（Pipelined-SAR ADC）能够在满足高速高精度的要求下保持很低的功耗,因此逐渐成为当前的研究热点。本论文的主要工作是设计一款应用在移动通信系统中的低功耗Pipelined-SAR ADC,分辨率为12bit,采样率达到200MS/s。在系统架构方面,采用开环动态放大器代替传统的闭环运算放大器减小功耗;采用2bit/cycle的SAR ADC和上极板采样技术提升转换速度。在校准方案设计方面,论文详细分析了基于动态放大器的Pipelined-SAR ADC中存在的各种非理想因素,改进设计了一种后台级间增益校准方案,利用第二级SAR ADC转换相剩余的时间比较两级ADC量化范围的不同,并根据比较结果自动调整动态放大器的增益。该校准方案能够实时消除由工艺偏差、寄生电容以及温度变化等导致的级间增益误差。在电路设计方面,改进设计了一个增益可调的动态放大器,能够配合校准电路自动调整增益;设计了SAR ADC中的重要电路模块包括异步时序电路、DAC电容阵列和全动态比较器等。最后设计了多相时钟电路保证ADC能够稳定工作。论文基于TSMC 40nm CMOS工艺设计了具体的电路及版图。后仿真结果表明,当采样速率为200MS/s,输入频率为98.4MHz、幅度为-1dBFS的正弦信号时,其信噪失真比（SNDR）达到71dB,有效位数（ENOB）为11.5bit,无杂散动态范围（SFDR）达到78.2dB,功耗为3.2mW,芯片面积仅为0.053mm2,其性能指标达到了设计要求。

关键词：流水线型逐次逼近模数转换器动态放大器增益误差后台校准

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