高精度多通道逐次逼近型模数转换器测试与修调

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目高精度多通道逐次逼近型模数转换器测试与修调学科专业材料科学与工程学号200921030633作者姓名李涛指导教师荆玉兰研究员分类号密级注1UDC学位论文高精度多通道逐次逼近型模数转换器测试与修调李涛指导教师荆玉兰研究员电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别材料科学与工程提交论文日期2014.03.28论文答辩日期2014.05学位授予单位和

2、日期电子科技大学2014年06月答辩委员会主席评阅人IITHETESTINGANDTRIMMINGOFHIGH-PRECISIONMULTI-CHANNELSUCCESSIVEAPPROXIMATIONADCAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MaterialsScienceandEngineeringAuthor:LiTaoAdvisor:Prof.JingYuLanSchoMicroelectro

3、nicsandSolid-Stateol:Electronics独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据本项目使用知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的

4、复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日IV摘要摘要高精度模数转换器一般均采用逐次逼近寄存器（SuccessiveApproximationRegister,SAR）结构实现，这是因为SAR结构具备功耗低、实时转换、模拟输入易衰减的突出特点。但由于工艺制作存在的固有失配、封装等寄生效应，会使得转换器电路的直流精度无法达到12位以上，必

5、须借助修调技术来提高器件的匹配度，从而提高电路的直流精度。本文根据电荷重分布技术的逐次逼近型模数转换器工作原理，使用爱德万（ADVANTEST）公司的93000型混合信号测试系统，设计并实现了一种16位精度6通道同步采样逐次逼近型模数转换器，对其转换误差进行了修调与电参数测试。研制转换器的微分非线性误差和积分非线性误差均小于±4LSB，直流精度达到14位以上，同时还具备工程化批量生产能力。本文主要研究内容如下：分析逐次逼近型模数转换器工作原理及其内部电荷重分配型数模转换器修调的基本方式，并据此研究转换器非线性误差的测试和

6、修调算法；制定各参数测试方案，根据ADVANTEST93000型ATE使用手册设计测试和修调用负载板硬件；基于ADVANTEST93000和SmarTest环境设计和实现修调测试软件。实现转换时间、基准电压和微分非线性误差修调，最后对电路进行电参数测试；优化多通道情况下的测试和修调方式，将测试和修调时间控制在数分钟以内，以具备工程化生产能力。论文成果可用于16位精度6通道同步采样逐次逼近型模数转换器的批量生产和测试，产品转换精度高，电参数一致性好。关键词：模数转换器、熔丝修调、非线性误差IABSTRACTABSTRACT

7、High-precisionADCgenerallyadoptsSAR(SuccessiveApproximationRegister)structuretoaccomplishitsdesign,becauseSARstructurehasmanyprominentfeaturessuchaslow-powerconsumption,real-timeconversion,easyattenuationaboutanaloginputetc.However,theproductionprocessexistsinher

8、entmismatch,packagingandotherparasiticeffects,andthesefactorswillcauseaproblemthattheDCaccuracyoftheADCcannotreach12ormore.Therefore,itbecomenecessarytoimprove