收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

12bit低功耗逐次逼近模数转换器的设计

张晓静  
【摘要】:随着信息科技的迅猛发展,MEMS传感器的应用越来越广泛,MEMS加速度计在惯性传感器件中具有不可替代的作用。然而随着温度的改变,加速度计的输出将产生某种偏差,所以有必要对其进行一定的温度补偿。目前的温度补偿方案主要是根据测得的温度按照一定的方法实现对加速度计输出的补偿。为便于信号的处理,需要将测得的温度的模拟量转换成数字形式。由于逐次逼近模数转换器具有精度、面积、速度、功耗等独特优势,因此,它是实现MEMS加速度计温度信号模数转换的最佳选择。 本论文设计的逐次逼近模数转换器主要分为四个部分:DAC、比较器、时序控制、I2C接口电路。首先,本论文研究了几种电荷型DAC的功耗,设计了一种功耗最优的基于共模电平的电荷型DAC结构,同时采取分段电容的方式将电容阵列分为高6位和低6位两段,减小电容的总面积,降低了DAC的功耗。其次,本论文设计了一个预放大器和锁存器相结合的比较器,以减小传输延时,提高其速度;使用动态锁存器,达到了降低比较器功耗的目的;采用了输出存储失调校准技术对比较器进行校准。然后,本论文研究了时序控制电路,采用时序发生器产生控制信号,通过开关和数据选择器控制电容电压的切换实现了逐次逼近逻辑。最后,本论文设计了一个I2C接口电路,运用Verilog代码完成各模块的设计,并对各模块进行了功能验证。 在完成逐次逼近模数转换器各模块设计的基础上,对12位逐次逼近模数转换器进行整体仿真,在5V的电源电压以及100kS/s的采样频率下,其SFDR为83.7dB,功耗为0.62mW。


知网文化
中国知网广告投放
 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