高精度流水線adc的1.5bit級(jí)電路研究與設(shè)計(jì)

1、廈門大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當(dāng)方式明確標(biāo)明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學(xué)研究生學(xué)術(shù)活動(dòng)規(guī)范( 試行) 》。另外，該學(xué)位論文為( ) 課題( 組)的研究成果，獲得( ) 課題( 組) 經(jīng)費(fèi)或?qū)嶒?yàn)室的資助，在( ) 實(shí)驗(yàn)室完成。( 請(qǐng)?jiān)谝陨侠ㄌ?hào)內(nèi)填寫課題或課題組負(fù)責(zé)人或?qū)嶒?yàn)室名稱，未有此項(xiàng)聲明內(nèi)容的，可以不作特別聲明。)聲

2、明人( 簽名) ：5 _ ／至f -Ⅳ乃年] 月7 日摘要流水線型A D C 因?yàn)楦咚俑呔忍攸c(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于便攜式通訊產(chǎn)品、高清視頻圖像產(chǎn)品等領(lǐng)域，成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。比較器和M D A C 構(gòu)成了流水線A D C單級(jí)模塊，它們的性能好壞直接影響整個(gè)流水線A D C 的速度、精度、功耗等性能。本論文的主要工作是基于O ．3 5C M O S 工藝，設(shè)計(jì)和兌現(xiàn)1 2 b i t 5 0 M s p s3 ．3 V 流水線A D C 的

3、1 ．5 b i t ／級(jí)電路。首先基于流水線A D C 的理論模型，分析誤差及位數(shù)與速度、精度、功耗的關(guān)系，根據(jù)1 1 級(jí)流水線A D C 的架構(gòu)，確定單級(jí)的性能指標(biāo)，并細(xì)化比較器和M D A C的各自性能指標(biāo)。設(shè)計(jì)上采用開(kāi)關(guān)電容電路結(jié)構(gòu)的預(yù)放大鎖存器和電荷轉(zhuǎn)移M D A C 及其運(yùn)放單元，并進(jìn)行了版圖設(shè)計(jì)和后仿真驗(yàn)證，M P W 工程流片，電路達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，滿足1 2 b i t 5 0 M s p s 流水線A D C 的應(yīng)用

4、要求。本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于：( 1 ) 在比較器電路設(shè)計(jì)中，采用交叉耦合負(fù)載、級(jí)聯(lián)架構(gòu)和電容中和技術(shù)降低回饋噪聲和輸入等效失調(diào)電壓，并對(duì)鎖存器P ／N 對(duì)管比例進(jìn)行理論分析和優(yōu)化，以降低比較器延遲時(shí)間。仿真結(jié)果為：比較器延遲時(shí)間3 7 7 p s ，回饋噪聲4 0 3 u V ( ．2 5 l u V ～1 5 2 u V ) ，失調(diào)電壓均值6 ．0 6 m V ，標(biāo)準(zhǔn)差4 ．5 6 m V ；( 2 ) 在M D A C 電路設(shè)計(jì)中，對(duì)運(yùn)

5、放信號(hào)的建立過(guò)程進(jìn)行理論分析，并基于m a t l a b的數(shù)學(xué)模型分析單位增益帶寬對(duì)建立時(shí)間的影響，同時(shí)采用新型的套筒式運(yùn)放，加速M(fèi) D A C 電路的建立過(guò)程，在此基礎(chǔ)上對(duì)整個(gè)M D A C 電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果為：增益自舉型運(yùn)放直流增益1 0 6 ．6 d B ，單位增益帶寬6 0 4 ．3 M H z ，相位裕度7 7 ．5 7 。，建立時(shí)間6 ．9 7 n s ；零極點(diǎn)分布在左邊，整個(gè)系統(tǒng)是穩(wěn)定的。關(guān)鍵字：流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換