2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、模數(shù)轉(zhuǎn)換器作為連通自然界和數(shù)字世界的關(guān)鍵模塊已經(jīng)廣泛使用在各種電子設(shè)備和儀器中,作為一個(gè)不可或缺的模塊,近三十年來IC界對其的研究從未停止。為了適應(yīng)不同的應(yīng)用場合的需求,人們設(shè)計(jì)出不同結(jié)構(gòu)的ADC。隨著軟件無線電通信技術(shù)的高速發(fā)展,高速度、高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換器供不應(yīng)求。有人提出直接用超帶寬的模數(shù)轉(zhuǎn)換器取代傳統(tǒng)的射頻接收機(jī),直接將高頻信號數(shù)字化再處理,之前看來是不可想象的,但是現(xiàn)在看來這個(gè)想法非常有意義,而且非常有實(shí)用價(jià)值。一些精密的設(shè)備需

2、要高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換器,比如醫(yī)療器械等,一般在12比特以上,由于工藝的限制,要達(dá)到如此高的精度幾乎不可能,所以人們又提出了很多校準(zhǔn)的方法,其中數(shù)字校準(zhǔn)已成為主流。當(dāng)下,一個(gè)好的模擬電路已經(jīng)離不開數(shù)字校準(zhǔn)了,所以對數(shù)字算法的研究刻不容緩。
  本論文旨在實(shí)現(xiàn)一個(gè)高精度逐次逼近型(Successive Approximation)的ADC,并且在此基礎(chǔ)上嘗試實(shí)現(xiàn)一個(gè)多通道的ADC。同時(shí)對SAR ADC里 DAC電容不匹配進(jìn)行了大量的研究

3、,驗(yàn)證了前后臺等多種校準(zhǔn)的算法,創(chuàng)新性的將幾種校準(zhǔn)算法相結(jié)合,并達(dá)到了良好的校準(zhǔn)結(jié)果。另外,多通道ADC中的通道間失配多種校準(zhǔn)的算法也在MATLAB中都得到了正確的建模和驗(yàn)證。關(guān)于對逐次逼近型ADC的分析,本文主要從以下幾個(gè)方面來進(jìn)行:
  系統(tǒng)架構(gòu)方面:總結(jié)了主要的DAC結(jié)構(gòu),同時(shí)分析了比較器的架構(gòu),影響其速度和精度的因素以及如何優(yōu)化比較器的設(shè)計(jì)。高精度的SAR ADC有必要進(jìn)行自舉式采樣,所以本文又歸納總結(jié)了幾種主流的自舉采樣

4、式開關(guān)。另外,高精度的SAR ADC需要解決電容建立時(shí)間的問題,所以加入了適當(dāng)?shù)娜哂辔?,對冗余位的作用做了相?yīng)介紹,同時(shí)對數(shù)字邏輯部分也作了詳細(xì)的概述。
  校準(zhǔn)算法方面:詳細(xì)分析了高精度SAR ADC中產(chǎn)生誤差的來源,主要針對電容失配提出了多種校準(zhǔn)的算法,包括前后臺校準(zhǔn)。以16比特的SAR ADC為例,在MATLAB中建模并驗(yàn)證,成功把有效位提高到15比特以上。同時(shí)還對多通道ADC進(jìn)行一定程度的研究,詳細(xì)分析了通道間的失配和誤差

5、,針對失調(diào)電壓、增益誤差和時(shí)鐘歪斜提出了相應(yīng)的校準(zhǔn)算法,并且在MATLAB中成功驗(yàn)證。
  電路方面:模擬電路主要包括采樣開關(guān)和比較器,為了盡可能的降低失真,本文采用了高性能的自舉式采樣開關(guān),比較器采用了“預(yù)放大+鎖存器”的結(jié)構(gòu),同時(shí)鎖存器的速度得到提高,功耗得到降低;數(shù)字邏輯電路包括時(shí)鐘生成器,DAC的控制邏輯等;數(shù)字校準(zhǔn)方面用verilog實(shí)現(xiàn)了電容翻轉(zhuǎn)邏輯的控制,并且成功得到電容失配的大小。
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