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《浙江大学》 2011年
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基于MOSCAP技术的超低功耗小面积Sigma-Delta调制器的设计与研究

王旭霞  
【摘要】:随着超大集成电路技术的不断发展,植入式芯片在医疗设备中得到广泛应用,而Sigma-Delta模数转换器因其成本低、功耗低和精度高的特点,成为植入式芯片中的首选。本文主要针对其模拟部分即Sigma-Delta调制器展开,设计和研究一个基于MOSCAP技术的超低功耗、小面积Sigma-Delta调制器。 本文研究了MOSCAP技术原理,提出将开关电容电路型Sigma-Delta调制器中的电容用电容密度更高的单管PMOSFET MOSCAP结构替换,以减少芯片面积。论文在MATLAB下建立Sigma-Delta调制器系统模型,对调制器的系统结构与参数进行了优化选取,将MOSCAP电容应用于Sigma-Delta调制器,实现了包括开关型运算放大器和电容分压量化器等电路模块。其中针对多比特量化技术,提出了采用电容分压多比特量化器,用电容串实现分压电路,且采用不带前置放大器的动态比较器,相比于传统量化器,节省了大部分静态功耗。 整体电路采用TSMC 0.35μm混合信号CMOS工艺,采用Spectre进行仿真。仿真表明在输入信号带宽为8kHz,采样频率为512kHz时,调制器的动态输入范围为103.5dB;在电源电压1.5V条件下,整个电路消耗13.4gA的电流;总体版图占用1.2mm*1.2mm的面积。设计的调制器表现出较低功耗、高精度和小面积的特点。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN761

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【参考文献】
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【共引文献】
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