学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

标准数字CMOS工艺下高速流水线模数转换器的研究与设计

作　者: 盛云
导　师: 洪志良
学　校: 复旦大学
专　业: 微电子与固体电子学
关键词: 流水线模数转换器 数字CMOS工艺 噪声模型 对称栅压自举开关 衬底自适应开关
分类号: TN792
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 257次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


消费类电子产品市场中数码相机、数字电视、监视器和投影仪等视频应用的广泛应用,促进了视频处理电路的快速发展。作为一个瓶颈模块,高速高精度ADC成为热门研究课题。本文研究了标准数字CMOS工艺下适于系统集成的低成本高速高精度流水线模数转换器(ADC)的实现。在系统设计方面,本文通过建立开关电容型流水线ADC的噪声模型,得到级位数和采样保持电容的优化取值;根据级电路的建立误差模型对运放电流进行了优化。最后总结了高速流水线ADC的低功耗设计流程。器件实现方面,探讨了标准数字CMOS工艺下高性能电容的实现,提出了两种实用的金属互连线电容:具有高单位面积电容率的错列金属叉指电容和具有很好匹配特性的共极板金属叉指电容。最后,设计了一个用于视频前端的10位110MS/s流水线ADC,并完成了流片和测试。该ADC采用0.18μm标准数字CMOS工艺,电源电压为3.3/1.8V,集成了增益可变的宽带采样保持电路和片内参考源。论文还使用了对称栅压自举开关、衬底自适应开关、普通管和厚栅管结合的OTA等设计技术以达到最高110MHz的采样频率。测试结果表明,DNL和INL分别小于1LSB和2.7LSB,在采样频率和输入频率分别为100MHz和5.1MHz时SFDR为58.5dB,SNDR为48.7dB。当采样频率和输入频率分别为14.7MHz和6.9MHz时,SNDR为58.7dB。ADC的功耗为190mW,面积为2.7mm~2。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章 绪论  7-10
  1.1 CMOS工艺和模拟电路设计  7-8
  1.2 模/数转换器  8-9
  1.3 论文的主要工作和贡献  9
  1.4 论文的组织安排  9-10
第2章 高速流水线ADC概述  10-21
  2.1 ADC介绍  10-12
    2.1.1 理想ADC  10-11
    2.1.2 ADC的性能指标  11-12
  2.2 高速ADC分析  12-16
    2.2.1 采样理论  12-13
    2.2.2 ADC的采样频率  13-14
    2.2.3 ADC的带宽  14-16
  2.3 流水线ADC基础  16-21
    2.3.1 数字校正算法  18-21
第3章 高速高精度流水线ADC系统设计  21-35
  3.1 整体误差模型  21-22
  3.2 基于噪声模型的电容取值优化  22-29
    3.2.1 级电路的噪声  22-25
    3.2.2 不考虑T/H时的功率优化  25-27
    3.2.3 有T/H时的功率优化  27-29
    3.2.4 噪声模型的总结  29
  3.3 电容失配  29-30
  3.4 基于MDAC建立误差分析的功率优化  30-33
    3.4.1 MDAC的建立过程  30-31
    3.4.2 对运放电流的优化  31-33
  3.5 高速ADC系统设计总结  33-35
第4章 数字工艺下的电容实现  35-40
  4.1 金属互连线电容  36-37
  4.2 错列金属叉指电容  37-38
  4.3 共极板金属叉指电容  38-40
第5章 10位110MS/s流水线ADC的实现  40-62
  5.1 系统结构设计  41-43
    5.1.1 电源电压的选择  42
    5.1.2 电容取值与逐级递减  42-43
    5.1.3 系统时序  43
  5.2 流水线转换通路  43-52
    5.2.1 可变增益宽带T/H电路  43-46
    5.2.2 级电路  46-48
    5.2.3 运放设计  48-51
    5.2.4 比较器  51-52
  5.3 参考源的设计  52-55
    5.3.1 带隙基准源  52-54
    5.3.2 差分参考电压发生电路  54-55
  5.4 其他电路  55-56
    5.4.1 时钟发生电路  55-56
    5.4.2 电平移位电路  56
  5.5 版图实现  56-57
  5.6 芯片测试  57-62
    5.6.1 静态测试  58-59
    5.6.2 动态测试  59-61
    5.6.3 测试总结  61-62
第6章 总结与展望  62-63
参考文献  63-66
致谢  66-67

相似论文

  1. CMOS图像传感器的噪声分析及图像处理,TP212
  2. 基于DCT域高压缩图像去块效应算法研究,TP391.41
  3. 14比特100兆采样/秒流水线模数转换器研究与设计,TN792
  4. 基于压缩采样理论的声压场函数重建算法的研究,TN912.3
  5. 边界条件下矢量噪声场的时空相关特性研究,TB52
  6. 移动检测型CIS中低功耗流水线模数转换器的设计,TN792
  7. 高性能可编程电荷泵锁相环的设计与研究,TH38
  8. PS类图像与隐写图像的分类,TP391.41
  9. 结合人眼视觉特性和TV模型的图像去噪方法研究,TP391.41
  10. 对分布式视频编码若干关键技术的研究,TN919.81
  11. 基于流水线模数转换器的子ADC的研究与设计,TN792
  12. 一种高速流水线结构模数转换器的设计,TN792
  13. 一种高速流水线型模数转换器的设计与实现,TN792
  14. 12bit-100MHz流水线模数转换器关键单元的研究与设计,TN792
  15. 标准数字CMOS工艺下视频模拟前端IP核的设计,TN432
  16. CMOS数字工艺中的LNA和混频器设计,TN773
  17. 基于数值模拟及实验的贯流风扇气动噪声特性研究,TB53
  18. 高稳定低相位噪声晶体振荡器的研究、设计和CAD,U665
  19. 高速高精度采样/保持电路理论模型与技术实现,TN792
  20. 0.18μm CMOS Pipelined ADC新型校正算法研究,TN792

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 数字电路 > 数模、数模转换电路
© 2012 www.xueweilunwen.com