一种适用于视频处理的模数转换器

摘要

本文在分析比较了各种模数转换器(ADC)的结构特点后,并通过在MATLAB下进行的流水线ADC的系统级仿真分析后,采用流水线结构完成了一个10位20兆赫兹采样频率的模数转换器的电路与版图设计,此电路是电视视频解码处理芯片的前级处理部分,完成模拟电视信号的采样功能.本设计为兼顾模数转换器的速度和精度,采用数字校正技术,以每级1.5位的9级流水线结构实现.输入端的采样保持电路和后续的级电路中的OTA输入输出共模电压均相同非常便于其作为流水线ADC的子模块使用,这得益于针对本课题指标所设计的折叠级联(folded cascade)跨导运算放大器(OTA),采用该经过优化的OTA可以获得高速、高增益、大输出摆幅.在版图的设计中,针对OTA电路中的差分结构,其输入管采用对称交叉结构以减小工艺带来的失调误差.

目录

文摘

英文文摘

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第一章引言

1.1课题目的和背景

1.2国内外的研究进展

1.3论文的安排

第二章流水线ADC的架构

2.1模数转换基础

2.2流水线模数转换器的原理

2.3流水线模数转换器的结构

2.3.1常用模块电路的分析

2.3.2每级1位的流水线模数转换器的性能分析

2.3.3每级1.5位的流水线模数转换器的性能分析

2.3.4系统级电路架构分析

第三章流水线ADC的电路设计

3.1开关电容电路原理

3.1.1底极板采样技术

3.1.2开关电容电路原理

3.2采样保持模块

3.2.1采样保持模块电路设计

3.2.2采样保持模块的误差分析

3.2.3 MOS开关

3.3 OTA的设计

3.3.1电路结构分析

3.3.2电路说明

3.4级电路设计

3.4.1余量增益电路

3.4.2子ADC

3.4.3比较器的设计

3.4.4子DAC

3.5两相不交叠时钟

3.6校正电路

第四章流水线ADC的版图设计

4.1工艺介绍

4.2版图设计

4.2.1数模混合设计要点

4.2.2整个ADC的布局安排

4.2.3各模块的版图设计

第五章流水线ADC的仿真分析

5.1单元电路的仿真

5.1.1采样保持电路

5.1.2增益级子电路

5.1.3比较器

5.1.4数字电路部分

5.2 ADC整体仿真

第六章结论与展望

参考文献

致谢