鑒于現(xiàn)如今無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò),植入式生物醫(yī)學(xué)設(shè)備,便攜式檢測(cè)儀等產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展�；谶@些對(duì)于低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器的需求,本文設(shè)計(jì)了一款10位全差分逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器（Full differential SAR ADC）。由數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）、比較器、采樣保持開(kāi)關(guān)、數(shù)字控制邏輯等主要部分構(gòu)成。DAC和數(shù)字控制邏輯部分,本文運(yùn)用了“雙電容開(kāi)關(guān)切換策略（DCS）”,該策略在第二步轉(zhuǎn)換中同時(shí)改變最高位和次高位的電平,使用更復(fù)雜的數(shù)字控制邏輯,運(yùn)用電容陣列內(nèi)部的充放電,相比其他策略多實(shí)現(xiàn)了一步零電壓轉(zhuǎn)換。降低了DAC的功耗和面積。相比傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)切換策略,節(jié)省了75%的DAC面積和99.3%的DAC功耗。由于平衡式分段結(jié)構(gòu)降低面積的同時(shí)低位寄生電容會(huì)影響整體電路的線性度,本設(shè)計(jì)使用6高位3低位的結(jié)構(gòu),以同時(shí)保證面積和線性度。比較器使用了NMOS寬擺幅比較器,來(lái)降低該開(kāi)關(guān)策略下,DAC輸出共模電壓的變化對(duì)比較器功能和精度的影響。本文采用了HHNEC CZ6H+1P4M 0.35μm工藝,工作電壓為5V。電路仿真在100KS/s采樣率下進(jìn)行,所測(cè)得的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信噪比為60.1dB,無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍為71.5... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換器研究方向概述
        1.2.2 逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器研究狀況分析
        1.2.3 低功耗逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器研究狀況分析
        1.2.4 總結(jié)
    1.3 本文主要研究工作和內(nèi)容
2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器理論概述
    2.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換器基本工作原理
    2.2 奈奎斯特模數(shù)轉(zhuǎn)換器的主要結(jié)構(gòu)
        2.2.1 全并行Flash模數(shù)轉(zhuǎn)換器(直接搜索)
        2.2.2 逐次逼近型(SAR)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(二進(jìn)制搜索法)
        2.2.3 流水線(Pipeline)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(流水線二進(jìn)制搜索法)
        2.2.4 總結(jié)
3 SAR ADC開(kāi)關(guān)策略綜述
    3.1 傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)切換策略策略
    3.2 單調(diào)式開(kāi)關(guān)切換策略
    3.3 VCM-Based開(kāi)關(guān)切換策略
    3.4 雙電容開(kāi)關(guān)(DCS)切換策略
        3.4.1 雙電容開(kāi)關(guān)策略的基本原理
        3.4.2 雙電容開(kāi)關(guān)策略的具體實(shí)現(xiàn)
4 SAR ADC的電路設(shè)計(jì)
    4.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換器電容陣列
    4.2 比較器
    4.3 數(shù)字邏輯電路
    4.4 采樣保持電路
    4.5 SAR ADC整體電路
5 SAR ADC版圖設(shè)計(jì)與關(guān)鍵參數(shù)仿真
    5.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換電容陣列的版圖設(shè)計(jì)
    5.2 比較器的版圖設(shè)計(jì)
    5.3 整體電路的仿真
        5.3.1 整體電路的功能仿真
        5.3.2 整體電路的動(dòng)態(tài)仿真
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A 數(shù)字邏輯代碼
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]用于單片集成傳感器的低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 李金鳳.大連理工大學(xué) 2010

碩士論文
[1]10-bit高精度低功耗SAR ADC設(shè)計(jì)研究[D]. 梁秋璐.北京交通大學(xué) 2014
[2]低功耗逐次逼近型ADC的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王飛.武漢理工大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3515919