1GSps 14bit流水线型ADC研究

发布时间：2023-12-13 17:35

　　模数转换器(Analog to Digital Convertor,ADC)是连接模拟世界与数字设备的桥梁,是限制现代通信系统的重要芯片。随着时代的发展科技水平的提高,人们对得到信息的速度和信息的质量也提出了更高的要求,因此高性能模数转换器成为了这个时代的稀缺品。尽管如此,我国在高速高精度ADC领域的相关研究起步晚于其他国家,以至于现阶段国内ADC芯片的研发水平远低于国际先进水平,此外高性能ADC芯片的进口又受制于《瓦森纳协定》,这更加剧了实现高性能核心芯片国产化的迫切性。在众多架构的ADC中,流水线型ADC在采样率和分辨率上实现了良好的折中,成为实现高速高精度的信号传输的最优ADC架构之一。因此本文将重点研究实现高速高精度流水线型ADC的关键技术。本文首先阐述了流水线型的ADC的基本原理,并讲解了流水线型ADC中每个流水线级中都包含的采样保持电路、Sub-ADC和MDAC的功能,并分析影响它们性能的非理想因素。在此基础上,提出并分析了冗余位技术和半bit MDAC技术。分析了流水线型ADC中比较流行的SHA-less结构的优缺点。本文基于40nm CMOS工艺设计了一款1GS/s 1...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题依据
    1.2 模数转换器发展历史及现状
    1.3 本文主要内容和结构安排
第二章 模数转换器的基本介绍
    2.1 模数转换器基本原理
    2.2 模数转换器的参数
        2.2.1 模数转换器的静态参数
        2.2.2 模数转换器的动态参数
    2.3 模数转换器的主流架构
        2.3.1 快闪型ADC
        2.3.2 两步式ADC
        2.3.3 流水线型ADC
        2.3.4 逐次逼近型ADC
        2.3.5 时间交织型ADC
    2.4 本章小结
第三章 流水线型ADC关键技术介绍
    3.1 流水线型ADC基本原理
    3.2 采样保持电路
    3.3 SHA-less结构
    3.4 Sub-ADC
    3.5 MDAC
        3.5.1 余差曲线与冗余技术的引入
        3.5.2 半bit MDAC的引入
        3.5.3 两种主流的MDAC结构
        3.5.4 MDAC中非理想因素
    3.6 本章小结
第四章 电路设计与分析
    4.1 ADC整体设计
        4.1.1 电路架构设计
        4.1.2 时序设计
    4.2 时钟电路设计
    4.3 采样前端设计
        4.3.1 Input Buffer的作用
        4.3.2 Input Buffer电路结构
        4.3.3 Input Buffer非线性分析
        4.3.4 Bootstrap Switch的作用
        4.3.5 Bootstrap Switch电路结构
        4.3.6 Bootstrap Switch非线性分析
    4.4 MDAC设计
        4.4.1 MDAC的余差曲线设计
        4.4.2 MDAC的电路结构
        4.4.3 MDAC中的运放设计
    4.5 Sub-ADC设计
        4.5.1 阈值产生电路的基本电路结构
        4.5.2 比较器电路结构
    4.6 本章小结
第五章 版图设计与后仿结果
    5.1 ADC版图设计
    5.2 后仿真结果
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 本文局限
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3873624