一种采用新型片上校准技术的Pipeline ADC设计
发布时间：2022-04-23 18:26
模数转换器（Analog to Digital Converter,ADC）是现代电子系统中信号转换环节必不可少的部分,也是近年来集成电路领域的研究热点之一。模数转换器种类繁多,其中流水线（Pipeline）ADC在速度与精度等方面可以灵活选取,在通讯、医疗电子设备等领域有着广泛的应用。近年来随着集成电路工艺制造的发展,模拟电路的发展速度跟不上数字电路的发展速度,因此为了满足现代电子系统对ADC越来越高的指标要求,流水线ADC常常运用数字校准技术来纠正因模拟电路非理想因素导致的误差,进而提高整体ADC的性能指标。考虑到本文所设计的流水线ADC精度与采样速度要求高,如果使用采样保持电路,这将增加整体电路的设计难度以及芯片面积和功耗,所以本文采用了无采样保持电路（SHA-less）流水线ADC结构。本文在详细介绍了无采样保持电路流水线ADC原理之后,分析了其具有的电路结构、组成单元以及电路中误差来源并提出相应的解决办法。同时,本文还介绍了一种伪随机噪声（Pseudo-random Noise,PN）注入后台数字校准算法,该算法用于校准由运算放大器有限增益值引入的闭环增益误差。本文最终基于S...
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
樟数转换器的原理框图
图 2-3 理想 3 位 ADC 的输入输出特性曲线1）分辨率拟输入值的改变将会引起数字输出编码的变化，我们定义ADC 的 分 辨 率 （ Resolution ）， 该 值 也 被 称 为 最 低t-Significant-Bit）。ADC对输入信号的最小量化能力由分辨率号满摆幅为FSV ，输出数字码有效位数为 N 时，最低有效位：2FSNVLSB 上式（2-3）可以看出，最低有效位的大小与输入信号满摆码有效位数成反比。换言之，输入信号满摆幅越小，数字输入信号能被 ADC 量化的值越小。2）增益误差图 2-4 所示，实线表示 ADC 的实际输出特性曲线，虚线表
3）失调误差调误差的定义与增益误差定义类似，如图 2-5 所示，图中的输曲线，实线则为 ADC 实际的传输曲线，两者之间的差值差是由于虚实两线斜率不同造成，而失调误差则可以看成量不同所带来的误差。电路非理想效应（如比较器失调）致失调误差的主要原因[22]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种用于12位250MSPS流水线ADC的中频采样前端[J]. 钱宏文,陈珍海,于宗光. 中国电子科学研究院学报. 2014(05)
[2]一种基于伪随机动态补偿的12位250 MS/s流水线ADC[J]. 于宗光,陈珍海,吴俊,邹家轩,季惠才. 东南大学学报(自然科学版). 2014(05)
[3]几种A/D转换技术及性能特点的分析[J]. 王树红. 山西电子技术. 2004(05)
博士论文
[1]高速时间交织模数转换器数字校准技术研究[D]. 陈红梅.中国科学技术大学 2017
[2]结合数字校正技术的低功耗流水线ADC研究与设计[D]. 熊召新.华南理工大学 2013
[3]流水线模数转换器伪随机序列注入后台快速数字校准技术研究[D]. 梁上泉.合肥工业大学 2011
硕士论文
[1]高速高精度ADC的研究与设计[D]. 傅晓锦.电子科技大学 2016
[2]16位高速流水线ADC中采样保持电路的研究与设计[D]. 杨龙.中国航天科技集团公司第一研究院 2016
[3]高速高精度流水线ADC设计与研究[D]. 陈贇.上海交通大学 2015
[4]13位200MSPS流水线模数转换器关键技术研究[D]. 庄吉.西安电子科技大学 2014
[5]14bit 250MSPS流水线ADC关键电路设计研究[D]. 邓世杰.西安电子科技大学 2014
[6]用于流水线ADC的LMS校准算法的研究[D]. 雷青.华南理工大学 2013
本文编号：3647741
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
樟数转换器的原理框图
图 2-3 理想 3 位 ADC 的输入输出特性曲线1）分辨率拟输入值的改变将会引起数字输出编码的变化，我们定义ADC 的 分 辨 率 （ Resolution ）， 该 值 也 被 称 为 最 低t-Significant-Bit）。ADC对输入信号的最小量化能力由分辨率号满摆幅为FSV ，输出数字码有效位数为 N 时，最低有效位：2FSNVLSB 上式（2-3）可以看出，最低有效位的大小与输入信号满摆码有效位数成反比。换言之，输入信号满摆幅越小，数字输入信号能被 ADC 量化的值越小。2）增益误差图 2-4 所示，实线表示 ADC 的实际输出特性曲线，虚线表
3）失调误差调误差的定义与增益误差定义类似，如图 2-5 所示，图中的输曲线，实线则为 ADC 实际的传输曲线，两者之间的差值差是由于虚实两线斜率不同造成，而失调误差则可以看成量不同所带来的误差。电路非理想效应（如比较器失调）致失调误差的主要原因[22]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种用于12位250MSPS流水线ADC的中频采样前端[J]. 钱宏文,陈珍海,于宗光. 中国电子科学研究院学报. 2014(05)
[2]一种基于伪随机动态补偿的12位250 MS/s流水线ADC[J]. 于宗光,陈珍海,吴俊,邹家轩,季惠才. 东南大学学报(自然科学版). 2014(05)
[3]几种A/D转换技术及性能特点的分析[J]. 王树红. 山西电子技术. 2004(05)
博士论文
[1]高速时间交织模数转换器数字校准技术研究[D]. 陈红梅.中国科学技术大学 2017
[2]结合数字校正技术的低功耗流水线ADC研究与设计[D]. 熊召新.华南理工大学 2013
[3]流水线模数转换器伪随机序列注入后台快速数字校准技术研究[D]. 梁上泉.合肥工业大学 2011
硕士论文
[1]高速高精度ADC的研究与设计[D]. 傅晓锦.电子科技大学 2016
[2]16位高速流水线ADC中采样保持电路的研究与设计[D]. 杨龙.中国航天科技集团公司第一研究院 2016
[3]高速高精度流水线ADC设计与研究[D]. 陈贇.上海交通大学 2015
[4]13位200MSPS流水线模数转换器关键技术研究[D]. 庄吉.西安电子科技大学 2014
[5]14bit 250MSPS流水线ADC关键电路设计研究[D]. 邓世杰.西安电子科技大学 2014
[6]用于流水线ADC的LMS校准算法的研究[D]. 雷青.华南理工大学 2013
本文编号：3647741
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