基于Sigma-Delta噪声整形技术的逐次逼近型A/D转换器研究

发布时间：2021-06-29 01:58

　　随着集成电路工艺技术的不断发展,逐次逼近型（SAR）模数转换器（ADC）由于具有简单的电路结构和极高的功耗效率,使其在中低精度应用下备受欢迎。但是当ADC的分辨率超过10位时,SAR ADC对比较器噪声的要求变得十分严苛,而且所需的总电容值随精度呈指数式增长,这会消耗更大的芯片功耗以及芯片面积,带来匹配性难题。Sigma-Delta ADC是一种传统高精度过采样ADC结构,它在传感器领域和音频领域具有独特的优势和应用前景,能够在低精度量化器的基础上实现高精度信号输出,但其输入带宽十分受限,这是由于Sigma-Delta ADC往往采用较高的过采样比所导致的。结合SAR ADC和Sigma-Delta ADC结构的特点,本文尝试研究噪声整形SAR ADC结构,保留了SAR ADC的低功耗优势,又结合了Sigma-Delta噪声整形的高精度优势,可以实现在低过采样率的情况下,取得更高的精度,更适用于低功耗应用。论文提出了一种基于无源噪声整形方案的SAR ADC,通过无源方式实现一阶噪声整形调制,值得注意的是,无源噪声整形方案仅对传统SAR ADC结构加以较少的调整,其引入的无源积分模块,使... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 什么是模数转换器
    1.2 数模转换器的产业现状
    1.3 国内外学术界研究动态
    1.4 论文的结构安排
第二章 ADC基础类型与性能指标
    2.1 常见ADC的结构简介
        2.1.1 SARADC的基本结构
        2.1.2 PipelinedADC的基本结构
        2.1.3 Sigma-DeltaADC的基本结构
    2.2 ADC的主要性能指标
        2.2.1 静态参数
        2.2.2 动态参数
    2.3 本章小结
第三章 基于Sigma-Delta的噪声整形SARADC
    3.1 Sigma-Delta调制原理
    3.2 噪声整形SARADC基本内容
        3.2.1 SARADC中的冗余电压
        3.2.2 噪声整形应用理论基础
        3.2.3 基于IIR的噪声整形方案
        3.2.4 基于FIR与IIR结合的噪声整形方案
    3.3 ADC信号采样开关电路
        3.3.1 MOS采样开关
        3.3.2 采样非理想因素分析
        3.3.3 自举开关采样电路
    3.4 SARADC的DAC电容开关时序
        3.4.1 传统电容结构开关时序
        3.4.2 单调电容结构时序开关
        3.4.3 终端电容复用开关时序
        3.4.4 拆分电容终端复用开关时序
    3.5 SARADC比较器
        3.5.1 基本动态锁存比较器
        3.5.2 双尾电流管型动态锁存比较器
        3.5.3 双路径动态锁存比较器
    3.6 本章小结
第四章 无源噪声整形SARADC
    4.1 无源噪声整形SARADC系统方案
    4.2 自举开关
    4.3 DAC电容阵列
        4.3.1 拆分电容终端复用结构时序
        4.3.2 单位电容选取
        4.3.3 整体电路仿真
    4.4 比较器的改良设计
        4.4.1 回踢改良比较器的增益级
        4.4.2 比较器整体结构
    4.5 SAR控制逻辑和时钟控制信号
        4.5.1 SAR控制逻辑电路
        4.5.2 时钟信号倍压驱动电路
    4.6 仿真结果
    4.7 本章小结
第五章 总结和展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3255487