高速低功耗模数转换器的研究与设计

发布时间：2017-12-06 20:31

  本文关键词：高速低功耗模数转换器的研究与设计

  更多相关文章： 模数转换器 逐次逼近型 单位电容 动态比较器 异步控制技术

【摘要】：可穿戴移动设备、红外传感器以及无线传感器网络的迅速发展对电子系统的小型化提出了更高的要求,而模数转换器是系统中必不可少的部分,其性能直接影响着整个系统的性能。逐次逼近模数转换器因其功耗低、面积小、速度适中等特点,长期以来获得了广泛的运用。本文首先分析了模数转换器的常见结构及其工作原理,并对它们各自的优缺点进行了对比；然后介绍了数模转换器中动态比较器的常见结构以及工作原理,设计了一种不带有预放大级低功耗动态比较器,并通过仿真实验对比较器性能进行了验证；接着讨论了DAC电容阵列的基本工作原理,并介绍了几种常见DAC电容阵列并对其功耗进行了分析,进而设计了一种分段型电容阵列,并采用合并型的采样方式以满足低功耗的设计要求。此外,在分析了几种常见的数字控制逻辑的基础上,设计了一种新型异步控制逻辑,与传统异步控制逻辑相比其晶体管数目明显减少,降低了模数转换时的动态功耗。最后完成了一种8位采样率为35MS/s的逐次逼近型模数转换器电路的设计。通过Cadence设计平台完成了整体电路版图的设计并进行了仿真实验,后仿实验结果表明,在1.8V电源电压下,所设计的逐次逼近模数转换器的采样率为35MS/s,当输入信号频率为0.097MHz时,SNR为46.0dB, SNDR为44.8dB, SFDR为53.9dB, ENOB为7.15bit,功耗为0.65mW,FOM值为132fJ/step。
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN792

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