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十六位闪烁流水线型模数转换器的设计及实现

作　者: 董刚
导　师: 张雅绮
学　校: 天津大学
专　业: 电路与系统
关键词: 混合信号电路流水线型闪烁型模数转换器
分类号: TN792
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

二十世纪七十年代微处理器(MPU)的发明和微控制器(MCU)的最终出现曾一度被认为是数字时代的开创之日,即为模拟IC的终结之时。然而恰恰相反,在消费和通信领域对于IC的爆发式需求中,模拟IC的重要作用越来越得到人们的认可。而随着数字电路应用速度的提高,应用范围的扩大,对于混合信号IC设计的要求也越来越高。模数转换器是典型的混合信号IC。它具有将模拟信号转换成数字信号的功能。在当今这个数字时代,其重要作用无需质疑。随着加工工艺的不断提高,设计手段的不断完善,模数转换器的运行速度和转换精度也不断得以突破。这将为模拟世界和数字世界之间的交互提供一条理想的途径。本文在深入研究数字CMOS电路、模拟CMOS电路、比较器电路以及模数转换器电路的基础上,提出了一种闪烁流水线模数转换器的设计方法,设计了一个十六位闪烁流水线型模数转换器,完成了作为模数转换器组成单元的分压电路、差分比较器和数字编码电路的设计。文中的设计使用安捷伦公司的ADS软件作为工作平台,按照自底向上的设计方式,完成了十六位闪烁流水线型模数转换器的设计,并进行了仿真。得到的仿真结果证明确实实现了模数转换器的功能,验证了所提出方法的可行性。同时,本设计在主要性能及参数方面接近国际市场上最新产品,经过进一步完善可以投入生产,因此具有一定的实际意义。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-9
  1.1 设计课题简介  7
  1.2 ADS 软件简介  7-9
第二章 CMOS 门电路及编码电路的设计  9-25
  2.1 MOS 电路  9-14
    2.1.1 MOS 管基本结构及工作原理  9-11
    2.1.2 MOS 管静态特性  11-12
    2.1.3 MOS 管动态特性  12-13
    2.1.4 场效应管的主要参数  13-14
  2.2 CMOS 电路  14-18
    2.2.1 CMOS 反相器  14-15
    2.2.2 CMOS 传输门（TG）  15-16
    2.2.3 与非门  16
    2.2.4 异或门  16-17
    2.2.5 CMOS 电路的特点  17-18
  2.3 编码电路的设计  18-23
    2.3.1 反相器  20-21
    2.3.2 与门  21-22
    2.3.3 或门  22-23
  2.4 编码电路的设计  23-24
  2.5 小结  24-25
第三章比较器的基本原理及设计  25-34
  3.1 CMOS 差分放大器的基本原理  25-28
    3.1.1 差分放大器的一些重要参数  26-28
  3.2 电压比较电路  28-29
  3.3 差分比较器的设计  29-33
  3.4 小结  33-34
第四章闪烁流水型模数转换器的设计  34-46
  4.1 模数（A/D）转换  34
  4.2 主要模数转换技术  34-39
    4.2.1 积分型转换  34-35
    4.2.2 逐次逼近型转换  35
    4.2.3 并行转换  35
    4.2.4 流水线转换  35-37
    4.2.5 折叠差值转换  37-38
    4.2.6 过采样Σ△模数转换  38-39
  4.3 十六位闪烁流水线型模数转换器的设计  39-46
    4.3.1 四位闪烁型模数转换器单元的设计  39-42
    4.3.2 十六位模数转换器的设计  42-46
第五章混合信号电路设计及解决的主要问题  46-49
  5.1 混合信号集成电路设计  46-47
    5.1.1 混合信号集成电路设计概况  46
    5.1.2 模数转换器的前景展望  46-47
  5.2 本设计主要解决的问题  47
  5.3 设计中仍然存在的问题  47-49
第六章结束语  49-51
  6.1 综述  49
  6.2 设计过程中主要完成的工作  49-51
参考文献  51-53
致谢  53-54
发表论文和参加科研情况说明  54

十六位闪烁流水线型模数转换器的设计及实现

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