14bit 125MS/s流水线型ADC中MDAC的设计

发布时间：2024-12-19 06:31

　　随着现代无线通信系统的发展,高速高精度模数转换器逐渐成为了研究热点。流水线型模数转换器以其在速度、精度和功耗等多方面的良好折衷成为了实现高速高精度模数转换器的较优选择。论文的主要工作是设计一款高速高精度14bit 125MS/s流水线型模数转换器中的关键电路模块乘法数模单元(MDAC)。论文概述了不同类型的模数转换器,分析了流水线型模数转换器可以同时实现高速与高精度的结构优势；建立了流水线型模数转换器中非理想误差源的Simulink模型以及功耗评估模型,在这两种模型的辅助下完成了系统级设计,确定了第一级转换电路的有效精度为2.5bit；使用全差分电容翻转式开关电容电路作为MDAC的核心架构,减小了电路面积,提高了本级反馈系数；采用电荷泵复用的栅压自举开关,降低了采样开关的导通电阻与非线性：通过增益提升技术、Ahuja频率补偿技术等提高了全差分两级运放的增益、带宽和稳定性。另外,针对MDAC中电容失配造成的影响,本文设计了一种新型数字校准电路,该校准电路具有面积小、功耗低、校准速度快的特点。论文基于SMIC 0.18μm 1P6M CMOS工艺设计了MDAC电路的原理图和版图,完成了后仿真...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文研究内容及结构
第二章 模数转换器概述
    2.1 模数转换器的工作原理与性能参数
    2.2 常见模数转换器分类
    2.3 流水线型模数转换器概述
        2.3.1 流水线型ADC的基本架构
        2.3.2 流水线级转换电路
    2.4 本章小结
第三章 流水线型ADC建模及系统级设计
    3.1 非理想误差源建模
        3.1.1 采样开关电容电路中的非理想误差源
        3.1.2 子ADC中非理想误差源
        3.1.3 MDAC中的非理想误差源
    3.2 流水线型ADC的系统级设计
        3.2.1 功耗估计模型
        3.2.2 级间电容缩放比优化
        3.2.3 流水级分辨率设计
    3.3 本章小结
第四章 2.5bit MDAC电路设计
    4.1 MDAC结构设计
    4.2 增益自举开关电路设计
    4.3 宽带高增益运放设计
        4.3.1 运放的结构选取
        4.3.2 增益提升技术
        4.3.3 Ahuja频率补偿
        4.3.4 电流复用技术
        4.3.5 开关电容共模反馈
        4.3.6 仿真结果
    4.4 电容失配数字校准电路设计
    4.5 MDAC前仿真结果
        4.5.1 功能仿真结果
        4.5.2 性能仿真结果
    4.6 本章小结
第五章 版图设计及后仿真
    5.1 MDAC版图设计
    5.2 MDAC后仿真结果
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献
作者简介



本文编号：4017808