8位60MSs折叠插值模数转换器的设计.doc

8位60MSs折叠插值模数转换器的设计 分类号：——密级：—— 单位代码：学 号： ！Ｑ鲤！２∞３２斟５ 西北大学 硕士学位论文 题目：墨堡鱼Ｑ丛坠堑叠揸笪樾堑挂垫墨鳢焦盐 作者： 塑鎏 指导教师：学科（专业）：答辩日期： 鲞查夏 专业技术职务：整筮 垫整墨墨续ｆ塑皇主垫盎！ ！！！ｉ１ ６ 学位授予日期： 二ｏｏ六年六月 摘要 摘要 随着电子技术和数字计算机技术的发展，作为模拟系统与数字系统接口的模数转换器（Ａｎａｌｏｇ ｔｏＤｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）的设计变得尤为重要。本文研究设计了一种 ８位分辨率，６０ＭＨｚ采样频率的模数转换器。 文章介绍了几种常见结构的模数转换技术，比较了不同结构模数转换器的优缺点。基于对模数转换器分辨率、采样速率和功耗的要求，论文中采用了改进型的折叠插值结构。高５位采用的是折叠插值结构模数转换方式，以吉尔伯特单元为基础设计；低３位采用ｎａｓｈ结构使用了锁存比较器。整个电路的８位数据并行处理，提高了电路的转换速度，减小比较器的数量。电路中的采样保持电路采用开环结构，提高了采样速率。基准电压源根据传统带隙基准温度补偿原理，设计了一级温度补偿的片上带隙基准源。整个电路采用全差分结构降低了电荷注入效应，抑制了电源和衬底的共模噪声，提高了输入动态范围。 基于上华０．６ｚ删ＢｉｃＭ０ｓ工艺模型，工作电压５ｖ，在Ｃａｄｅｎｃｅ的ｓｐｅｃｔｒｅ下完成了对电路各单元电路的仿真试验，达到了系统需要的性能指标，在采样频率 为６０ＭＨｚ时，该Ａ巾转换器的分辨率可达到８位。 关键词：模数转换器，折叠插值，ＢｉＣＭＯＳ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｓｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｌｌｅａｎａｌｏｇｓｙｓｔｅｍａｎｄｄｉｇｉｔａｌｓｙｓｔｅｍ，ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇｔｏ ＤｉｇｉｔａｌＣｏｎｖｅｒｔｅｒ）ｂｅｃｏｍｅｓｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎ ｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｗｉｔｈｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｅｌｅｃｔｍｎｉｃｓａｎｄｄｉｇｉｔａｌｃｏｍｐｕｔｅｒｔｅｃｌｌｌｌｏｌｏｇｙ．Ａ６０Ｍｓａｍｐｌｅ／ｓ，８＿ｂｉｔ，ｆｏｌｄｉｎｇａｎｄｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｎｇＡＤＣｉｓｓｔｕｄｉｅｄａｎｄｄｅｓｉｇｎｅｄｉｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓ． ＳｅｖｅｒａｌｋｉｎｄｓｏｆＡＤＣｓｖｓｔｅｍａＩｌｄｔｈｅｉｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄｉｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒｔｏｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｓｐｅｅｄ，ｒｅｓ０１ｕｔｉｏｎａＩｌｄｐｏｗｅｒｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｏｆＡＤＣ， ａ ｆ０１ｄｉｎｇａＪｌｄｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｅｍｐｌｏｙｅｄｉｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅｈｉｇｈ ｆｉｖｅ．ｂ“ａｄｏｐｔｓｆｏｌｄｉｎｇａＪｌｄｉｍｅｒｐｏｌａｔｉｎｇｓｔｎｌｃｔⅧ‘ｅｔｏｃｏｎｖｅｎａｎａｌｏｇｔｏｄｉｇｉｔａｌｗｈｉｃｈｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｗｈｉｃｈ ａ ｏｎ ｔｈｅｂａｓｉｓｏｆＧｉｌｂｅｎＣｅｌｌ；ｗｈｉｌｅｍｅ１０ｗｔｈｒｅｅ＿ｂｉｔ ｕｓｅｓ ｎａｓｈｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎ ｃｕｒｒｅｍ－ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｂｉｐｏｌａｒｃｏｍｐａｒａｔｏｒｉｓｅｍｐｌｏｙｅｄｔｏａｃｈｉｅＶｅ ａｒｅ ｈｉ曲ｓｐｅｅｄ．Ｔｈｅ ｔｗｏｕｎｉｔｓ ａ ｃｏｎｖｅｒｔｅｄａｔｔ１１ｅ ｓ锄ｅ ｔｉｍｅ，ｓｏｔ１１ｅｐｅｒｉｏｄｏｆｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｉｓｒｅｄｕｃｅｄ．Ａｌｓｏ， ｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｓａＩＴｌｐｌｉｎｇｓｐｅｅｄ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆ ｆ．嬲ｔｏｐｅｎ—ｌｏｏｐＳ／ＨｃｉｒｃｕｉｔｉｓｉｎｔｒＤｄｕｃｅｄ ｌｉｎｅａｒ ｔｅｍｐｅｒａｆｕｒｅ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ａ ｖｏｌｔａｇｅ ｂａｌｌｄｇ印 ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｉｓｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｂａｎｄｇａｐ．Ｉｎｔ１１ｅｗｈ０１ｅｃｉｒｃｕｉｔ，ｕｓｉｎｇｆｕｌｌｙｄｉ行ｂｒｅｎｔｉａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅｃｈａｒｇｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎｅ髓ｃｔ ｉｓｄｅｃｒｅａｓｅ电ｃｏｍｍｏｎ－ｍｏｄｅｎｏｉｓｅｉｓｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄｄｕｅｔｏ ｓｕｐｐｌｙ ｔｍｓｉｅｍｓ ａ１１ｄＳｕｂｓｔｒａｔｅｃｏｕｐｌｉｎｇ；ｍｅｉｎｐｕｔｄｙｎａＩＩｌｉｃｒａｎｇｅｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄ， ａｒｅ Ａ１１ｃｉｒｃｕｉｔｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄｉｎＯ．６ ｕ ｍＢｉＣＭＯＳｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａ１１ｄｓｉｍｕｌａｔｅｄｉｎｓｐｅｃｔｒｅ ａｔ５Ｖｓｕｐｐｌｙｖ０１ｔａｇｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｄｉｃａｔｅｔｈｅｓｅｃｅｌｌｃｉｒｃｕｉｔｓｃａｎｍｅｅｔｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍ