高速高精度AD转换器设计

摘要

随着计算机技术、通信技术和微电子等技术的高速发展，信息技术已渗透到军事、民用领域的各个角落。在系统先进的电子设备或电子系统中，高速高分辩AD和DA转换器已成为决定诸如雷达、声纳、高分辨视频和图像显示、军事和医疗成像、高性能控制器与传动器，以及包括无线电话和基站接收机在内的数字通信系统等现代电子设备或系统之性能水平的重要环节。AD和DA转换器含有模拟和数字信号处理两种元件，其集成电路内的电路结构复杂、元件精度要求高，设计和制作技术难度都很大。该技术在我国至今仍是薄弱环节，因而，重视并加速AD和DA转换器技术的开发研究是不容忽视的重要问题。 本文提出一种基于Subranging(分区式)电路结构的12位模数转换器的实现方法。该种模数转换器取得合理的硬件复杂度、功耗和芯片面积可应用于通信、环境监测、航空航天、军事技术、医学等国民经济的诸多领域，具有一定的技术价值和经济意义，该转换器使用0.35umCMOS工艺可以实现。 通过采用两步结构，第一级转换6位，第二级转换7位，在这13位中有2位用于数字误差修正。本文详细分析了决定转换器精度和速度的模拟功能电路，从这种结构的工作原理，结构特点进行了分析比较，并着重介绍了折叠插入电路，T/H电路，残差放大器的结构原理，采用CMOS模拟开关和控制逻辑以实现低功耗，内置带隙基准电压源，无须任何外接元件即可实现上述功能。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1 AD、DA转换器功能、作用

1.2技术发展

1.3我国AD、DA转换器的发展概况

第二章高速ADC结构介绍

2.1全并行(flash)ADC

2.2分区式AD转换器

2.3多级流水线AD转换器

第三章 转换器的电路系统设计与分析

3.1电路原理分析

3.2折叠结构

3.3总体结构设计

第四章运算放大器

4.1运算放大器参数

4.2运算放大器基本结构

4.2.1套筒式共源共栅结构

4.2.2折叠式共源共栅结构

4.2.3两级运放

4.3放大器结构选择

4.4共模反馈

4.5转换速率

4.7套筒式运算放大器的噪声

第五章采样保持(T/H)电路

5.1采样保持电路特性

5.2线性采样开关设计

5.2运算放大器(thop)设计

5.3 T/H电路设计及调试

5.3.1单位增益采样放大器

5.3.2沟道电荷注入效应

5.3.3电路设计及调试

5.4降低噪声技术

第六章折叠插入式A/D转换器

6.1折叠原理

6.2折叠电路结构

6.3折叠放大器电路设计

6.4插入技术

6.5六位折叠插入AD转换器总电路结构

6.6高三位flash结构

6.7七位ADC设计

第七章六位DAC及残差电路设计

7.1六位DAC及减法电路原理

7.2残差放大器设计

7.2.1开关电容同相放大器

7.2.2残差放大器总体结构

7.2.3各级残差放大器电路

7.3残差放大器的失调要求

第八章冗余位数字校正电路

8.1冗余位数字校正电路原理

8.2冗余位数字校正电路实现

第九章版图设计

9.1大尺寸MOS管的版图设计

9.2器件的失配问题

9.3对称设计

9.4 dummy技术

9.5屏蔽

第十章结论

致谢

攻读硕士学位期间从事的主要科研工作及发表的论文

参考文献

附录