收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

流水线模数转换器双模式数字后台校正技术

殷秀梅  
【摘要】:无线通信技术的进步带动了对高速高精度模数转换器的需求。与其他结构的模数转换器相比,流水线模数转换器更适合应用于高速高精度领域,并且随着通信系统复杂度的提高,其未来会朝着更高速更高精度的方向发展。然而,随着CMOS工艺的进步,模拟电路设计面临越来越多的挑战,成为制约模数转换器速度和精度提高的瓶颈。随着集成电路向片上系统(SOC)发展,利用数字电路校正和补偿模拟电路误差成为未来集成电路的设计趋势,在现有的数字辅助模拟的设计技术中,数字后台校正技术由于具有不中断模拟电路正常工作,能实时跟踪温度、电源电压变化的优势,成为未来流水线模数转换器的重要发展方向之一。 本论文围绕流水线模数转换器数字后台校正技术,主要完成了以下研究工作:分析了限制流水线模数转换器速度和精度的电路非理想因素,并建立了电路误差的数学模型;回顾并讨论了现有校正技术的优缺点,阐述了数字后台校正技术的原理,分析了现有数字后台校正算法存在的问题;对影响数字后台校正精度的因素进行了深入研究,推导出伪随机序列幅度误差与模数转换器精度间的关系。 本文提出了一种产生运算放大器输入共模参考电压的技术。运放输入共模参考电压由提供运放静态偏置的偏置电路产生,能保证运放输入管在不同的工艺角、温度和电源电压下始终工作在饱和区,省略了额外的输入共模参考电压驱动器,节省了芯片功耗和面积。采用该技术在0.18-μm CMOS工艺下实现了不带数字校正的12-bit 40-MS/s流水线模数转换器,测试表明,当采样率为40 MS/s时,输入19.1-MHz正弦信号,SNDR和SFDR分别大于67 dB和80 dB,功耗为76 mW。 本文提出了双模式数字校正技术,模数转换器初始化模式下纠正伪随机序列幅度误差,工作模式下对级间增益误差进行后台校正。与现有文献相比,该算法减小了模拟电路复杂度,改善了校正算法性能,提高了模数转换器精度和良率。工作模式下采用低增益运放,大幅降低了设计难度,更符合CMOS工艺发展趋势。 本文在12-bit 40-MS/s流水线模数转换器原型芯片上实现了双模式数字校正技术。正常工作时,模数转换器第1级采用直流增益仅为58 dB的单级套筒式运算放大器。测试表明,采用本文提出的校正技术,模数转换器INL最大值从4.75 LSB降低到0.65 LSB;在采样率为40 MS/s,输入信19.1 MHz正弦信号时,SNDR和SFDR分别达到66 dB和80 dB。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 郭书苞;郑晓燕;仇玉林;;一种数字自动校准运放失调电压技术[J];电子器件;2006年04期
2 吴奎;王安福;;模数转换器中的采样保持电路非理想因素建模[J];郧阳师范高等专科学校学报;2008年06期
3 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
4 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
5 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
6 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
7 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
8 ;转换器[J];电子科技文摘;2002年08期
9 袁修鹏,薛虹,方光荣;基于DSP新型图形发生器模数转换器的设计[J];微细加工技术;2004年02期
10 张彦兵,刘永前,陈树礼;半导体温度传感器的应用研究[J];传感技术学报;2005年03期
11 ;TI的14位170 MSPS ADC针对宽带信号处理应用[J];电子元器件应用;2005年11期
12 姜申飞;戴庆元;朱红卫;陈美娜;王冬辉;;0.25μm CMOS工艺10位100MHz流水线型ADC设计[J];半导体技术;2006年11期
13 焦建;;89系列单片机与串行A/D模数转换器的连接PROG-100编程器的应用(用PROG-100编写的串行A/D模数转换程序)[J];电子制作;2006年01期
14 房国志;迟豪杰;陈宝远;;MSC1210在动态称重系统中的应用[J];哈尔滨理工大学学报;2007年02期
15 邢丽娟;杨世忠;;串行模数转换器MAX1072/MAX1075的原理及应用[J];国外电子元器件;2007年05期
16 周娟;蒋登峰;;基于Matlab的ADC自动测试系统开发[J];中国计量学院学报;2008年03期
17 ;ADI公司的16-BIT 10-MSPS SAR模数转换器超过业界性能标准[J];电子技术应用;2008年08期
18 李洪芹;;一种高性能数字滤波器的ASIC设计方法与Matlab仿真验证[J];计算机应用与软件;2009年09期
19 ;具备智能系统电源管理功能的SAR ADC[J];电子设计工程;2010年08期
20 ;模拟器件[J];世界电子元器件;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 薛亮;沈延钊;张向民;;一种A/D静态参数和动态参数的测试方法[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
2 陈睿;陆妩;任迪远;郑玉展;王义元;费武雄;李茂顺;兰博;;不同偏置条件的10位CMOS模数转换器的辐射效应[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第7册)[C];2009年
3 陈红卫;吴建辉;;一种新型高速采样保持电路[A];2004全国测控、计量与仪器仪表学术年会论文集(下册)[C];2004年
4 陈睿;陆妩;任迪远;郑玉展;王义元;费武雄;李茂顺;兰博;崔江维;;10位双极模数转换器的电离辐射效应[A];第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集[C];2010年
5 廉小亲;吴叶兰;;三相电网多功能测试仪的开发[A];中国自动化学会全国第九届自动化新技术学术交流会论文集[C];2004年
6 洪慧;马绍宇;;一种研究混合信号电路中衬底耦合噪声的方法[A];浙江省电子学会第七次会员代表大会暨2007学术年会论文集[C];2007年
7 刘炜;石志刚;张琳;;FM发射芯片测试技术研究[A];第五届中国测试学术会议论文集[C];2008年
8 张剑平;;一种宽输入量程和长输出位数的A/D电路及其算法[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
9 王旭利;许献国;詹峻岭;周启明;;模数转换器(ADC)抗辐射性能试验测试技术研究[A];第十届全国抗辐射电子学与电磁脉冲学术年会论文集[C];2009年
10 吴叶兰;廉小亲;;电能计量芯片AT73C500在电子式电能表中的应用[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 林俪;折叠内插模数转换器的高速、低功耗低电压设计方法研究[D];复旦大学;2010年
3 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
4 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
5 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
6 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
7 尹睿;高精度、低功耗流水线型模数转换器的研究与设计[D];复旦大学;2010年
8 魏琦;高性能流水线模数转换器设计[D];清华大学;2010年
9 秦亚杰;高能效流水线模数转换器的研究与设计[D];复旦大学;2012年
10 易婷;高性能∑△模数转换器设计[D];复旦大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡小波;12位40兆采样频率流水线结构模数转换器[D];华中科技大学;2004年
2 彭弢;一种适用于视频处理的模数转换器[D];电子科技大学;2005年
3 牛祺;用于数字电源的并行模数转换器的研究与设计[D];复旦大学;2010年
4 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
5 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
6 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
7 王学权;10位流水线结构模数转换器的研究[D];合肥工业大学;2006年
8 夏冰;嵌入式流水线型模数转换器的研究[D];兰州大学;2006年
9 叶鹏;面向卫星导航接收机应用的时钟源与模数转换器芯片设计[D];电子科技大学;2009年
10 刘文文;六位半数字多用表VXI模块的研制[D];哈尔滨理工大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 某摩步师侦察营仪侦连中士 周飞飞;模数转换器:夜间战场侦察如白昼[N];解放军报;2011年
2 ;ADI CMOS工艺模数转换器降低处理系统的成本[N];中国计算机报;2002年
3 ;扫描各有各的招[N];中国计算机报;2002年
4 ;中晶ScanMaker 5900[N];中国计算机报;2002年
5 记者 孙文博/北京;ADI专注ADC市场 未来将打“中国牌”[N];电子资讯时报;2003年
6 浙江 韦佰安;用EPROM和DAC组成的正弦波发生器[N];电子报;2002年
7 中国科学院电工研究所 唐晓泉 博士;数字化浪潮推动模拟技术创新[N];中国电子报;2005年
8 子良 摘译;抢答游戏中的优先判决器[N];电子报;2009年
9 徐岩 编译;运放输出电流放大电路设计要点[N];电子报;2010年
10 江苏 娄福满;傻瓜功率运放IH010的应用[N];电子报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978