應(yīng)用于電機(jī)控制的14bit SAR ADC設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái)隨著智能家居、工業(yè)控制等領(lǐng)域的快速增長(zhǎng)，智能化的電氣行業(yè)已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)。電機(jī)作為其核心器件，需要精確的反饋信號(hào)參數(shù)實(shí)現(xiàn)控制。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)作為檢測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的重要接口，在控制系統(tǒng)中扮演著重要角色。為了滿足電機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用需求，高精度、易集成、低功耗的模數(shù)轉(zhuǎn)換器成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。
　　論文旨在設(shè)計(jì)一款應(yīng)用于電機(jī)控制的高精度逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其內(nèi)容從校準(zhǔn)算法設(shè)計(jì)與SARADC電路實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方面展開(kāi)。

2、在校準(zhǔn)算法設(shè)計(jì)方面，本論文首先調(diào)研了逐次逼近型ADC的高精度校準(zhǔn)技術(shù)并分析各技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上提出了一種應(yīng)用于單端逐次逼近型ADC的校準(zhǔn)算法，該校準(zhǔn)算法包括單端動(dòng)態(tài)誤差校準(zhǔn)、電容失配誤差校準(zhǔn)、失調(diào)校準(zhǔn)及增益誤差補(bǔ)償;論文搭建了相應(yīng)的系統(tǒng)級(jí)模型，仿真結(jié)果表明所提出的校準(zhǔn)算法可以明顯提高單端逐次逼近型ADC的信噪失真比、無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍等性能參數(shù)，并有效減小失調(diào)誤差、增益誤差對(duì)性能的影響。在SAR ADC電路實(shí)現(xiàn)方面，論文設(shè)計(jì)了一個(gè)分段

3、電容式數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，其第一個(gè)橋接電容前后采用2∶1的縮放，減小DAC的芯片面積與動(dòng)態(tài)功耗;DAC最高位3bit采用溫度計(jì)碼編碼進(jìn)一步減小其動(dòng)態(tài)功耗;從匹配度及噪聲方面優(yōu)化了DAC的采樣電容;從線性度與失調(diào)誤差兩個(gè)方面優(yōu)化了DAC電容的上極板、下極板開(kāi)關(guān)。對(duì)高精度比較器進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，比較器由三級(jí)預(yù)放大器和一級(jí)鎖存器組成，逐級(jí)對(duì)預(yù)放大器的增益、帶寬、功耗、噪聲進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì);比較器采用了輸出失調(diào)存儲(chǔ)校準(zhǔn)技術(shù)。最后對(duì)時(shí)序電路進(jìn)行研究設(shè)計(jì)