基于触摸屏控制器的流水线模数转换器关键电路的研究与设计

摘要

在便携式电子类产品中，触摸屏由于其轻便、占用空间少、方便灵活等优点，已经逐渐取代键盘，成为嵌入式计算机系统的输入设备。便携式或者电池供电的电子设备要求比较低的供电电压和比较小的功耗。触摸屏控制芯片的核心电路是模数转换器（ADC），因此高性能ADC成为关注的难点。在保证芯片面积小的前提下，设计高精度、低功耗的ADC是本设计的核心。为了兼容不同的无线通信标准，模数转换器必须实现精度或速度的可配置，以便在各个标准下都能达到功耗最优，以提高系统的能量利用效率。流水线模数转换器结构可以对精度、面积、速度和功耗方面进行折中，实现性能可配置。
　　本文采用0.18umCMOS工艺，设计用于低电压，低功耗的12位10MSPS的流水线模数转换器关键电路单元。论文主要内容包含如下：
　　1.介绍了各种模数转换器，流水线模数转换器的原理和结构性能，采样原理和性能指标。
　　2.进行了流水线模数转换器的各种误差分析，并建立simulink系统模型，确定MDAC里运放的增益，单位增益带宽等指标。
　　3.分析与仿真基于0.18um工艺的12bit10MSPS流水线模数转换器的各主要模块电路，并验证电路的精度指标达到了要求。
　　4.版图设计介绍和蒙特卡罗仿真。
　　仿真在1.8V电源电压，27°C，TT工艺情况下，平均电流为3.98mA，功率为7.17mW。

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中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 技术现状和发展[3]

1.3研究意义和创新

1.4论文的组织和安排

第二章 常用类型的ADC及性能参数

2.1 模数转换器主要理论

2.2 模数转换器主要参数

2.3 常用ADC结构

第三章 流水线ADC的系统建模

3.1 系统建模及误差概述

3.2 系统误差分析、建模与参数确定

3.3 系统建模

第四章 流水线模数转换器的电路设计与仿真

4.1 运算放大器的设计

4.2采样保持电路结构和关键技术

4.3余量增益电路设计

4.4子模数转换器电路设计

4.5双相不交叠时钟产生电路

4.6数字校准电路

4.7 级电路FFT仿真结果

第五章 版图设计与蒙特卡罗仿真

5.1 版图设计

5.2 蒙特卡罗分析与仿真

第六章 总结

参考文献

攻读学位期间公开发表的论文

致谢