一種使用PN碼對SAR ADC的電容失配進(jìn)行后臺校準(zhǔn)技術(shù)的研究
發(fā)布時間:2021-01-23 20:00
模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter,ADC)是可以將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的一種電路。模擬信號是連續(xù)變化的信號,數(shù)字信號則是離散變化的。根據(jù)處理信號類型的不同,集成電路可以大致分為兩種:模擬電路和數(shù)字電路。因為集成度較高、功耗較低、適應(yīng)性及可移植度高和抗干擾能力較強等原因,數(shù)字電路的應(yīng)用較模擬電路要更為廣泛,在集成電路行業(yè)中逐漸形成了“大數(shù)字小模擬”的趨勢。但是因為自然界中大部分的信號都是模擬信號,如溫度、聲音等。所以若要廣泛應(yīng)用數(shù)字電路,ADC的信號類型轉(zhuǎn)換功能是必不可少的。為了適應(yīng)不同應(yīng)用場合的具體需求,ADC也有各種不同的類型,包括Sigma-Delta ADC、流水線型ADC、快閃型ADC和逐次逼近式(SAR)ADC等。其中SAR ADC因其功耗小和占用芯片面積小的特點,在便攜式消費電子產(chǎn)品飛速發(fā)展的今天,越來越被學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界重視。但由于SAR ADC在工作時常會受非理想因素的影響而導(dǎo)致其性能受到限制,需要采取校準(zhǔn)算法來抵消非理想因素的影響來提升其性能。本論文在詳細(xì)介紹了SAR ADC的性能指標(biāo)、電路結(jié)構(gòu)、基本工作原理、各種非理想因素的來源和對...
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:100 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
SARADC會議論文數(shù)量趨勢
第二章ADC原理、誤差分析及現(xiàn)有校準(zhǔn)算法概述7第二章ADC原理、誤差分析及現(xiàn)有校準(zhǔn)算法概述本章先簡單介紹模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的基本工作原理,并會簡單整理一下ADC實際工作時的一些參數(shù)和性能指標(biāo),然后會介紹逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Successive-Approximation-RegisterADC,SARADC)的結(jié)構(gòu)和工作原理,并對其中的各種非理想因素的來源及其對SARADC的工作性能帶來的影響進(jìn)行詳細(xì)的分析。最后對現(xiàn)有的主流校準(zhǔn)算法的原理及其優(yōu)缺點進(jìn)行了大概總結(jié)。2.1ADC的基本工作原理需轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的模擬信號在輸入到ADC之前,一般會先經(jīng)過一個抗混疊濾波器過濾一定程度的噪聲干擾,然后完成濾波的信號才會輸入到ADC中,再經(jīng)由ADC完成轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的過程[22]。ADC具體的工作過程如圖2-1所示。在時間和幅度上連續(xù)的模擬信號進(jìn)入到ADC后,ADC以一定的采樣率對模擬信號采樣(每隔一段確定的時間便采一次樣并保存采樣值),得到在時間和幅度上離散的采樣結(jié)果。再將各采樣值假設(shè)是原模擬信號采樣時間間隔內(nèi)的定值,對采樣結(jié)果進(jìn)行保持,便可以用在時間上連續(xù),在幅度上離散的保持結(jié)果將模擬信號大致還原出來。從圖中可以很容易地看出,ADC的采樣率越高,保持結(jié)果對原始模擬信號的還原就越接近真實情況,最終輸出的碼字結(jié)果精度一般也會越高。得到保持結(jié)果之后,再按照ADC自身的分辨率/精度將輸入信號擺幅劃分成若干個區(qū)間來與保持結(jié)果的每一個離散的幅度值進(jìn)行比對(量化)并按照比對結(jié)果和ADC的分辨率進(jìn)行編碼。編碼后的碼字便是最后輸出的轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號。從這個過程也很容易看出,ADC的分辨率/精度越高,轉(zhuǎn)化出來的數(shù)字信號就越接近真實的模擬信號。圖2-1ADC工作過程
中的3-bitADC對應(yīng)的最低有效位是VFS/8
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種基于擾動的SAR ADC數(shù)字校準(zhǔn)算法[J]. 黃繼偉,康健. 微電子學(xué). 2019(05)
[2]基于亞穩(wěn)態(tài)檢測的SAR ADC電容失配校準(zhǔn)算法[J]. 彭傳偉,唐鶴,何生生. 電子與封裝. 2019(06)
[3]一種12位1 MS/s數(shù)字自校準(zhǔn)SAR ADC[J]. 徐亮,代志雙,謝亮,金湘亮. 微電子學(xué). 2019(03)
[4]用于高速CIS的12-bit緊湊型多列共享并行pipeline-SAR ADC(英文)[J]. 郭志強,劉力源,吳南健. 紅外與激光工程. 2018(05)
[5]基于45 nm SOI CMOS工藝的10 bit、125 MS/s過零檢測Pipeline-SAR ADC設(shè)計[J]. 張凱娜,嚴(yán)鵬程,宋焱,謝毅,郭卓奇,耿莉. 微電子學(xué)與計算機. 2017(11)
[6]用于BAN的自校準(zhǔn)SAR ADC設(shè)計[J]. 周前能,徐海峰,李云松,唐政維,李紅娟,羅偉. 微電子學(xué). 2017(05)
[7]一種基于電容匹配算法的低噪聲SAR ADC設(shè)計[J]. 徐代果,陳光炳,劉濤. 微電子學(xué). 2014(05)
[8]模擬電路與數(shù)字電路的區(qū)別辨析[J]. 王敏. 電子世界. 2014(15)
[9]一種具有2-bit/cycle結(jié)構(gòu)的400-MS/s 8-bit逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)計[J]. 代國憲,陳遲曉,葉凡,任俊彥. 復(fù)旦學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(04)
[10]應(yīng)用于9通道8-bit 1 GS/s時鐘交疊SAR ADC的后臺校準(zhǔn)改進(jìn)方法[J]. 祝瑞元,顧純晨,趙裔,方昊,洪志良. 復(fù)旦學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(04)
博士論文
[1]高速CMOS時域交織逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李登全.西安電子科技大學(xué) 2018
碩士論文
[1]一種基于亞穩(wěn)態(tài)檢測的SAR ADC電容失配校準(zhǔn)技術(shù)[D]. 彭傳偉.電子科技大學(xué) 2019
[2]低復(fù)雜度TI-ADC校準(zhǔn)技術(shù)的研究與實現(xiàn)[D]. 李琨.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[3]14位高速PipelineSAR模數(shù)轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計[D]. 何沁.電子科技大學(xué) 2018
[4]一種采用新型片上校準(zhǔn)技術(shù)的Pipeline ADC設(shè)計[D]. 毛祚偉.電子科技大學(xué) 2018
[5]一種應(yīng)用于便攜式無線基帶通信的超低功耗SAR ADC[D]. 陳正.電子科技大學(xué) 2017
[6]基于過零檢測的TIADC采樣失配后臺校準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 王玉瑩.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[7]CMOS全差分放大器的研究與設(shè)計[D]. 李帥三.黑龍江大學(xué) 2015
[8]多通道SAR ADC數(shù)字后臺校準(zhǔn)技術(shù)的研究與實現(xiàn)[D]. 楊剛.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
本文編號:2995837
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:100 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
SARADC會議論文數(shù)量趨勢
第二章ADC原理、誤差分析及現(xiàn)有校準(zhǔn)算法概述7第二章ADC原理、誤差分析及現(xiàn)有校準(zhǔn)算法概述本章先簡單介紹模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的基本工作原理,并會簡單整理一下ADC實際工作時的一些參數(shù)和性能指標(biāo),然后會介紹逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Successive-Approximation-RegisterADC,SARADC)的結(jié)構(gòu)和工作原理,并對其中的各種非理想因素的來源及其對SARADC的工作性能帶來的影響進(jìn)行詳細(xì)的分析。最后對現(xiàn)有的主流校準(zhǔn)算法的原理及其優(yōu)缺點進(jìn)行了大概總結(jié)。2.1ADC的基本工作原理需轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的模擬信號在輸入到ADC之前,一般會先經(jīng)過一個抗混疊濾波器過濾一定程度的噪聲干擾,然后完成濾波的信號才會輸入到ADC中,再經(jīng)由ADC完成轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的過程[22]。ADC具體的工作過程如圖2-1所示。在時間和幅度上連續(xù)的模擬信號進(jìn)入到ADC后,ADC以一定的采樣率對模擬信號采樣(每隔一段確定的時間便采一次樣并保存采樣值),得到在時間和幅度上離散的采樣結(jié)果。再將各采樣值假設(shè)是原模擬信號采樣時間間隔內(nèi)的定值,對采樣結(jié)果進(jìn)行保持,便可以用在時間上連續(xù),在幅度上離散的保持結(jié)果將模擬信號大致還原出來。從圖中可以很容易地看出,ADC的采樣率越高,保持結(jié)果對原始模擬信號的還原就越接近真實情況,最終輸出的碼字結(jié)果精度一般也會越高。得到保持結(jié)果之后,再按照ADC自身的分辨率/精度將輸入信號擺幅劃分成若干個區(qū)間來與保持結(jié)果的每一個離散的幅度值進(jìn)行比對(量化)并按照比對結(jié)果和ADC的分辨率進(jìn)行編碼。編碼后的碼字便是最后輸出的轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號。從這個過程也很容易看出,ADC的分辨率/精度越高,轉(zhuǎn)化出來的數(shù)字信號就越接近真實的模擬信號。圖2-1ADC工作過程
中的3-bitADC對應(yīng)的最低有效位是VFS/8
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種基于擾動的SAR ADC數(shù)字校準(zhǔn)算法[J]. 黃繼偉,康健. 微電子學(xué). 2019(05)
[2]基于亞穩(wěn)態(tài)檢測的SAR ADC電容失配校準(zhǔn)算法[J]. 彭傳偉,唐鶴,何生生. 電子與封裝. 2019(06)
[3]一種12位1 MS/s數(shù)字自校準(zhǔn)SAR ADC[J]. 徐亮,代志雙,謝亮,金湘亮. 微電子學(xué). 2019(03)
[4]用于高速CIS的12-bit緊湊型多列共享并行pipeline-SAR ADC(英文)[J]. 郭志強,劉力源,吳南健. 紅外與激光工程. 2018(05)
[5]基于45 nm SOI CMOS工藝的10 bit、125 MS/s過零檢測Pipeline-SAR ADC設(shè)計[J]. 張凱娜,嚴(yán)鵬程,宋焱,謝毅,郭卓奇,耿莉. 微電子學(xué)與計算機. 2017(11)
[6]用于BAN的自校準(zhǔn)SAR ADC設(shè)計[J]. 周前能,徐海峰,李云松,唐政維,李紅娟,羅偉. 微電子學(xué). 2017(05)
[7]一種基于電容匹配算法的低噪聲SAR ADC設(shè)計[J]. 徐代果,陳光炳,劉濤. 微電子學(xué). 2014(05)
[8]模擬電路與數(shù)字電路的區(qū)別辨析[J]. 王敏. 電子世界. 2014(15)
[9]一種具有2-bit/cycle結(jié)構(gòu)的400-MS/s 8-bit逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)計[J]. 代國憲,陳遲曉,葉凡,任俊彥. 復(fù)旦學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(04)
[10]應(yīng)用于9通道8-bit 1 GS/s時鐘交疊SAR ADC的后臺校準(zhǔn)改進(jìn)方法[J]. 祝瑞元,顧純晨,趙裔,方昊,洪志良. 復(fù)旦學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(04)
博士論文
[1]高速CMOS時域交織逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李登全.西安電子科技大學(xué) 2018
碩士論文
[1]一種基于亞穩(wěn)態(tài)檢測的SAR ADC電容失配校準(zhǔn)技術(shù)[D]. 彭傳偉.電子科技大學(xué) 2019
[2]低復(fù)雜度TI-ADC校準(zhǔn)技術(shù)的研究與實現(xiàn)[D]. 李琨.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[3]14位高速PipelineSAR模數(shù)轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計[D]. 何沁.電子科技大學(xué) 2018
[4]一種采用新型片上校準(zhǔn)技術(shù)的Pipeline ADC設(shè)計[D]. 毛祚偉.電子科技大學(xué) 2018
[5]一種應(yīng)用于便攜式無線基帶通信的超低功耗SAR ADC[D]. 陳正.電子科技大學(xué) 2017
[6]基于過零檢測的TIADC采樣失配后臺校準(zhǔn)技術(shù)研究[D]. 王玉瑩.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[7]CMOS全差分放大器的研究與設(shè)計[D]. 李帥三.黑龍江大學(xué) 2015
[8]多通道SAR ADC數(shù)字后臺校準(zhǔn)技術(shù)的研究與實現(xiàn)[D]. 楊剛.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
本文編號:2995837
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