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《江南大学》 2008年
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嵌入式10-bit 50MS/s流水线ADC设计技术研究

陈珍海  
【摘要】: 本文在分析比较了各种模数转换器的特点、讨论了模数转换器的发展趋势、总结了嵌入式条件下模数转换器的特殊要求后,完成了一个基于嵌入式应用的10比特2.5V电源电压50MHz采样频率的流水线模数转换器的设计和芯片实现。 模数转换器采用传统的每级1.5位结构,一共9级流水线结构。为了达到低功耗和小面积设计,在系统结构上使用了运算放大器共享技术以减少所使用运放算大器的数目和采样电容尺寸逐级缩小技术以减小运放算大器功耗和电路面积。 在电路实现上使用开关电容电路结构,电路子模块的设计具有如下的特点:全差分电路结构的使用增大了信号摆幅和对共模噪声的抑制;高摆幅的运算放大器与CMOS采样开关的使用减小了开关电容电路的功耗和面积;高速低功耗动态锁存比较器的使用减小了电路功耗也使模数转换器在高速采样时钟下能保持各级输出的模拟信号的稳定;双相非交叠时钟产生电路提高了时钟周期的利用率。 该模数转换器芯片采用SMIC 0.25um、2.5V、单层多晶、五层金属的CMOS标准数字工艺实现,有效核心电路面积为0.3*0.6 mm2。芯片的整体静态功耗为16.9mW,在50MHz的采样频率时,对于2.04MHz的正弦信号,仿真具有55.3dB的SINAD,最大微分和积分非线性分别为0.7LSB和1.8LSB。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TN792

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 王俊博;基于CMOS工艺10位模数转换电路的设计[D];黑龙江大学;2010年
2 张效通;10比特50兆采样频率Pipeline结构模数转换器的设计[D];湖南大学;2010年
3 张少真;高速低功耗比较器研究[D];北京交通大学;2012年
4 彭传洋;基于0.18μm CMOS工艺Pipelined ADC的研究与设计[D];黑龙江大学;2012年
5 余昭杰;基于建立—向下偏转过程11-bit 1-MS/s逐次逼近型模数转换器的设计[D];吉林大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 黄飞鹏,王静光,何济柔,洪志良;一种57.6mW,10位,50MS/s流水线操作CMOS A/D转换器[J];半导体学报;2005年11期
2 吴晓鹏;杨银堂;朱樟明;;混合信号SoC中的衬底噪声耦合效应[J];现代电子技术;2006年08期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何晓燕;王庆春;;CMOS反相器电压传输特性的分析和仿真[J];安康师专学报;2006年02期
2 安杰;邳雪松;李挥;马建设;程雪岷;林家用;;用于PDIC的跨阻放大器的优化设计[J];半导体光电;2009年05期
3 李博;李哲英;;流水线ADC低功耗结构研究[J];半导体技术;2007年02期
4 谢凌寒;吴金;汪少康;李艳芳;吴毅强;;宽输入共模范围电压比较器的设计[J];半导体技术;2007年12期
5 贠磊;李国林;;片上锁相环调谐的低功耗中频复数滤波器设计[J];半导体技术;2008年09期
6 杨彪;田曲平;应建华;;125kHz RFID反馈系统稳定性的研究[J];半导体技术;2008年10期
7 吴春瑜;李德第;尹飞飞;卢雪梅;李佳;管慧;;DC-DC低功耗限流电路的设计[J];半导体技术;2009年09期
8 谭晓;郭桂良;杜占坤;阎跃鹏;;1.8V 10bit 40MS/s的流水线模数转换器[J];半导体技术;2009年10期
9 王永顺;史琳;王好德;;一种输出可调CMOS带隙基准电压源的设计[J];半导体技术;2010年07期
10 李鹏;刘力源;李冬梅;;一种高速高精度比较器的设计[J];半导体技术;2010年10期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 刘红忠;吴金;钱黎明;;一种改进的流水线模数转换器的建模方法[A];第十届中国科协年会论文集(四)[C];2008年
2 戴联畅;姜岩峰;于鹏;;一种新型的过热保护电路的设计[A];2008通信理论与技术新进展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(上)[C];2008年
3 冯玮;周华;蒋湘;杜明鲜;;光接收机限幅放大器用带温度补偿自适应迟滞比较器设计[A];第五届中国通信集成电路技术与应用研讨会会议文集[C];2007年
4 罗杰;邓智;刘以农;;碲锌镉探测器低噪声前端读出芯片及数据采集系统设计[A];第十六届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(上册)[C];2012年
5 莫兴杰;胡封林;许邦建;崔海龙;李双;;一种应用于片内的LDO设计[A];第十六届计算机工程与工艺年会暨第二届微处理器技术论坛论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 黄飞鹏;适宜于系统集成的高速低功耗模/数转换器(ADC)的研究[D];复旦大学;2005年
2 马绍宇;高性能、低功耗∑△模数转换器的研究与实现[D];浙江大学;2008年
3 黄小伟;高性能音频∑-△数模转换器的研究与实现[D];浙江大学;2009年
4 李金凤;用于单片集成传感器的低功耗模数转换器研究与实现[D];大连理工大学;2010年
5 王阳;基于CMOS工艺的集成微电容式传感器研究[D];安徽大学;2012年
6 李文嘉;基于CMOS工艺的低功耗IR-UWB通信系统芯片研究与实现[D];中国科学技术大学;2013年
7 梁涛;模拟集成电路性能参数建模及其参数成品率估计算法的研究[D];西安电子科技大学;2013年
8 张睿;时间交叉模数转换器数字校准技术研究[D];合肥工业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王忠宝;无源RFID温度传感芯片模拟前端设计[D];辽宁工程技术大学;2010年
2 居大鹏;大功率LED驱动器的研究与设计[D];苏州大学;2010年
3 张尔东;音叉式石英微陀螺CMOS集成检测电路设计[D];哈尔滨理工大学;2010年
4 王成成;仪器前端专用集成电路研究与测试[D];北京交通大学;2010年
5 耿靖斌;320×240规模非制冷红外焦平面阵列读出电路设计[D];北京交通大学;2010年
6 赵常昊;逐次逼近模数转换器的研究及设计[D];电子科技大学;2010年
7 胡新毅;60GHz毫米波功率源关键技术研究[D];浙江大学;2011年
8 张昊;低功耗、高精度音频数模转换器的设计与实现[D];浙江大学;2011年
9 王旭霞;基于MOSCAP技术的超低功耗小面积Sigma-Delta调制器的设计与研究[D];浙江大学;2011年
10 王强;多频率高效率电子镇流器控制芯片XD3502的研究与设计[D];西安电子科技大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱樟明,杨银堂;高速ADC(模拟数字转换器)结构设计技术[J];半导体技术;2003年05期
2 谭晓;郭桂良;杜占坤;阎跃鹏;;1.8V 10bit 40MS/s的流水线模数转换器[J];半导体技术;2009年10期
3 许长喜;低压低功耗CMOS带隙电压基准及启动电路设计[J];半导体学报;2005年10期
4 李福乐;段静波;王志华;;一个高线性13位流水线CMOS A/D转换器(英文)[J];半导体学报;2008年03期
5 郭丹丹;李福乐;张春;王志华;;A 13-bit, 8 MSample/s pipeline A/D converter[J];半导体学报;2009年02期
6 李杰;吴光林;吴建辉;戚韬;;一种低失调CMOS比较器设计[J];电路与系统学报;2007年01期
7 ;Maxim推出低功耗双通道10位ADC[J];单片机与嵌入式系统应用;2008年12期
8 Tiger;;德州仪器推出业界最小型16位ADC[J];电子产品世界;2009年10期
9 高彬;孟桥;郝俊;;工作时钟1GHz超高速电压比较器设计[J];电子器件;2007年02期
10 ;凌力尔特推出超低功率14位150Msps ADC[J];中国电子商情(基础电子);2009年05期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 黄飞鹏;适宜于系统集成的高速低功耗模/数转换器(ADC)的研究[D];复旦大学;2005年
2 李建;低功耗低电压CMOS流水线摸数转换器的结构研究与实现[D];复旦大学;2008年
3 张章;低电压低功耗CMOS流水线模数转换器研究与实现[D];复旦大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡滨;低压带隙基准源的设计[D];西安电子科技大学;2011年
2 何茗;1.5Bit/级pipeline结构A/D转换器关键单元电路设计研究[D];电子科技大学;2004年
3 张亮;10位逐次逼近型模数转换器的设计[D];沈阳工业大学;2006年
4 田涛;高精度基准源的研究与设计[D];湖南大学;2006年
5 王娜;电荷再分配SAR ADC设计中高精度的实现[D];四川大学;2006年
6 刘澜兰;一种高性能带隙基准电压源的设计[D];吉林大学;2006年
7 张朵云;高电源抑制CMOS基准源的设计[D];东南大学;2006年
8 王波;高速CMOS A/D转换器的设计研究[D];西安电子科技大学;2007年
9 杨秀丽;基于CMOS工艺的10位SAR ADC的研究与设计[D];合肥工业大学;2007年
10 王晓艳;12位逐次逼近型A/D转换器的研究与设计[D];西北大学;2007年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈阳;基于触摸屏控制器的流水线模数转换器的关键电路研究与设计[D];苏州大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 张国艳,黄如,张兴,王阳元;SOI数模混合集成电路的串扰特性分析[J];半导体学报;2002年02期
2 刘飞,吉利久;150Ms/s、6bitCMOS数字工艺折叠、电流插值A/D转换器[J];半导体学报;2002年09期
3 李志刚,石寅,于云华,刘扬;一个10位、50MS/s CMOS折叠流水结构A/D转换器[J];半导体学报;2004年06期
4 朱臻,马德群,叶菁华,洪志良;低功耗、全差分流水线操作CMOSA/D转换器[J];半导体学报;2004年09期
【相似文献】
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3 谷重阳;汪渤;龙殊颖;;并行模数转换器ADS8364与TMS320F2812的接口设计[J];微计算机信息;2006年02期
4 岳学军;徐兴;张文昭;蔡坤;徐相华;;嵌入式DSP声纹识别系统的设计与实现[J];湖南科技学院学报;2008年12期
5 赵振世;校验快速模拟-数字转换器的自动测试方法[J];电测与仪表;1980年06期
6 朱福清;;多光谱扫描仪用高速模数转换器的设计考虑[J];红外与激光工程;1982年01期
7 邓永孝;进口12位模数转换器AD_(572)SD失效分析案例[J];电子产品可靠性与环境试验;1996年04期
8 张亮,孟庆昌,华正权,高光天;Σ-△模数转换器原理及应用[J];微计算机信息;1996年06期
9 郑建国,李从新;基于模数转换器的铂电阻非线性校正[J];计量技术;1997年03期
10 李东进;数字式霍尔集成厚度传感器的设计[J];郑州轻工业学院学报(自然科学版);2002年01期
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1 雷杰;;一种嵌入式实时多任务操作系统的研究与应用[A];第三届全国嵌入式技术和信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
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7 蔡军;高宝成;;基于LabWindows/CVI的电子测量系统设计[A];第三届全国虚拟仪器大会论文集[C];2008年
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9 高世正;;嵌入式毂节点在我国的应用及发展概况[A];第六届空间结构学术会议论文集[C];1996年
10 黎琼炜;毛美娟;关群;;新型嵌入式油液分析传感器和在线监控系统[A];第五届设备管理第八届设备润滑与液压学术会议论文集——《设备管理设备润滑与液压技术》[C];2004年
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1 ;挑选嵌入式灶具鱼熊掌兼得之法[N];中国电子报;2006年
2 宋丁仪 DigiTimes;宏力与超捷扩大SuperFlash0.15微米工艺合作[N];电子资讯时报;2006年
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9 本报记者 霍光;虚拟化的嵌入式机遇[N];中国计算机报;2009年
10 记者 陈炳欣;赛普拉斯NVM技术在华虹NEC获成功验证[N];电子资讯时报;2008年
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2 曹寒梅;8位、500MS/s高速折叠内插模数转换器设计[D];西安电子科技大学;2008年
3 李晓娟;折叠内插模数转换器的高精度设计研究与实现[D];西安电子科技大学;2012年
4 殷秀梅;流水线模数转换器双模式数字后台校正技术[D];清华大学;2010年
5 黄冠中;先进数字工艺下模数转换器低功耗设计技术[D];北京工业大学;2013年
6 张睿;时间交叉模数转换器数字校准技术研究[D];合肥工业大学;2012年
7 李金凤;用于单片集成传感器的低功耗模数转换器研究与实现[D];大连理工大学;2010年
8 孟德腾;现代汉语嵌入式预制语块研究[D];中央民族大学;2011年
9 范明俊;基于先进工艺的低电压低功耗流水线模数转换器研究与设计[D];复旦大学;2010年
10 易婷;高性能∑△模数转换器设计[D];复旦大学;2002年
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1 陈珍海;嵌入式10-bit 50MS/s流水线ADC设计技术研究[D];江南大学;2008年
2 夏冰;嵌入式流水线型模数转换器的研究[D];兰州大学;2006年
3 朱海帆;探地雷达中数据采集系统的研究与设计[D];电子科技大学;2004年
4 张亮;10位逐次逼近型模数转换器的设计[D];沈阳工业大学;2006年
5 王平;高速折叠插值模数转换器的设计[D];上海交通大学;2009年
6 王华萍;基于Linux的嵌入式系统研究及防火墙应用[D];浙江大学;2002年
7 蒋维廉;Cable Modem的嵌入式Web服务器开发与实现[D];重庆大学;2002年
8 朱晖;嵌入式实时操作系统RT-MINIX的设计[D];西南交通大学;2003年
9 何斌;基于internet/intranet的嵌入式系统应用研究[D];湖南大学;2003年
10 马志强;嵌入式以太网技术研究与应用[D];中国海洋大学;2003年
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