流水线SAR ADC数字校正算法的研究与设计

发布时间：2021-04-19 17:12

　　随着高带宽、低延迟的无线通信网络的发展,为了支持移动智能终端实现上Gbps的无线通信速率,以及长时间的续航能力,模数转换器（ADC）作为无线通信系统中的重要组成部分,需要能够满足高采样率、高精度以及低功耗的性能指标要求。而传统架构的ADC难以同时达到这样性能要求。而混合架构的ADC具有多种ADC的优点,近年来,混合架构的ADC的研究成为了热门课题之一。流水线逐次逼近型模数转换器（Pipelined SAR ADC）结合了SAR ADC和Pipeline ADC的优势,能满足高速度、高精度以及低功耗的性能要求。但是也具有两种结构的ADC的失调失配等非理想因素,严重的限制了其性能。所以本文就Pipelined SAR ADC中存在的失调失配的校正进行了分析与研究。本文首先对Pipelined SAR模数转换器中存在的电容失配、比较器失调、残差放大器的增益误差和增益非线性进行建模分析。就目前关于这些失调失配的校正技术进行分析与回顾。为了校正DAC电容失配和级间残差放大器的增益误差,提出了一种数字前台校正技术,该校正技术利用低位和高位的电容权重的等效关系来求解出实际电容权重,同时基于第一级和第... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景和意义
    1.2 流水线SAR ADC的研究现状
    1.3 本论文的主要贡献和创新
    1.4 本论文的框架结构
第二章 Pipelined SAR模数转换器介绍
    2.1 模数转换器的概述
    2.2 模数转换器的结构简介
        2.2.1 闪烁式ADC
        2.2.2 逐次逼近型ADC
        2.2.3 流水线型ADC
        2.2.4 Pipelined SAR模数转换器
    2.3 Pipelined SAR模数转换器的性能指标
        2.3.1 静态性能参数
        2.3.2 动态性能参数
    2.4 Pipelined SAR模数转换器中冗余技术的分析
        2.4.1 SAR ADC中的冗余技术分析
        2.4.2 Pipeline ADC级间冗余技术分析
    2.5 本章小结
第三章 Pipelined SAR模数转换器失调失配及校正技术研究
    3.1 失调分析与校正技术研究
        3.1.1 比较器及残差放大器的失调建模分析
        3.1.2 失调校正的研究
    3.2 DAC电容失配分析与校正技术研究
        3.2.1 DAC电容失配建模分析
        3.2.2 DAC电容失配校正的研究
    3.3 残差放大器增益误差和增益非线性分析与校正技术研究
        3.3.1 残差放大器的增益误差和增益非线性建模分析
        3.3.2 残差放大器增益失配和增益非线性校正的研究
    3.4 本章小结
第四章 基于权重等效的电容失配和增益误差的校正技术
    4.1 校正技术原理
        4.1.1 第二级电容失配量化等效
        4.1.2 级间残差放大器失调量化等效
        4.1.3 第一级电容失配和级间残差放大器增益误差量化等效
        4.1.4 权重求解
    4.2 建模仿真验证
    4.3 本章小结
第五章 校正技术的实现与验证
    5.1 校正技术主体实现方案
    5.2 数字模块的设计
        5.2.1 校正模块
        5.2.2 运算模块
        5.2.3 累加平均模块
        5.2.4 时钟与复位以及SPI配置模块的设计
        5.2.5 跨时钟域的设计
        5.2.6 低功耗的设计
        5.2.7 时序分析
    5.3 数字后端实现
    5.4 数模混合仿真验证
    5.5 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 未来展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果


【参考文献】：
博士论文
[1]Pipelined SAR模数转换关键技术研究[D]. 罗建.电子科技大学 2019
[2]基于非二进制量化算法的逐次逼近模数转换器的设计[D]. 杜翎.电子科技大学 2016



本文编号：3147967