面陣CCD圖像處理系統(tǒng)中50MSPS低功耗流水線ADC設(shè)計(jì).pdf

1、CCD(Charge coupled Device)圖像采集系統(tǒng)具有分辨率高、工作頻率高、投入市場快等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于手機(jī)、攝像機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品以及工業(yè)、醫(yī)藥和軍事等高端應(yīng)用領(lǐng)域。同時CCD圖像采集的成功應(yīng)用也離不開高性能的CCD信號處理芯片，因而本文設(shè)計(jì)了一款適用于面陣CCD圖像采集系統(tǒng)的10位、50MSPS流水線ADC。
　　 采用流水線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)CCD圖像采集系統(tǒng)的ADC是因?yàn)樗歉鞣NADC結(jié)構(gòu)中速度和精度最佳折衷。其流水線

2、結(jié)構(gòu)具有FLASH ADC相比擬的高速，但同等精度下功耗和面積大大減小。CCD圖像采集系統(tǒng)的ADC對功耗、精度、速度要求都很高，所以流水線ADC結(jié)構(gòu)是最佳選擇。
　　 通過對流水線ADC進(jìn)行了充分原理分析，研究了每級1.5bit流水線ADC數(shù)字糾錯算法，在算法研究的基礎(chǔ)上采用MATLAB Simulink工具對10位每級1.5bit流水線ADC進(jìn)行了行為級建模，還通過對ADC行為級模型引入非理想因素研究了非理想特性對于ADC系統(tǒng)

3、性能的影響，指導(dǎo)了在流水線ADC中的設(shè)計(jì)重點(diǎn)和參數(shù)選擇?；趯α魉€ADC和CCD圖像采集系統(tǒng)的的研究，提出了采用低功耗動態(tài)比較器和省略輸入級采樣/保持模塊相結(jié)合的結(jié)構(gòu)使得高速ADC具有低功耗的優(yōu)點(diǎn)。
　　 電路設(shè)計(jì)部分使用了Chartered0.35μm Dual Gate Mixed Signal CMOSProcess，在SUN Soliar平臺下采用Cadence公司集成電路開發(fā)套件IC510中的Artist和Spect

4、re軟件分別完成電路圖的設(shè)計(jì)和仿真。基于同樣平臺下采用LayoutXL和CALIBRE工具完成了版圖設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。本流水線ADC的模擬信號輸入范圍為-1V～1V，分辨率為10位，采樣速率達(dá)50MHz。通過仿真證明該流水線ADC的性能指標(biāo)達(dá)到了CCD圖像采集系統(tǒng)使用要求。
　　 本文設(shè)計(jì)的流水線ADC于09年9月參加了新加坡Chartered公司MPW(Multi Proj ect Wafer)流片，完成流片加工后的芯片裸片通過無錫