基于过零检测器的逐次逼近—流水线混合型adc研究

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1、巧姑丢衝Ｍ參藝硕±学位论文Ｉ３基于过零检测器的逐次逼近－流水线混合型ＡＤＣ研巧作者姓名李金博学校导师姓名、职疏失構明教授ｓｌ企业导臟名、职疏通涛髙工申请学位类别工趕硕壬Ｉ西安电于科技大学学位论文独创性（或创新性）声明我个人化巧师秉承学校严谨的学风巧优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是指导Ｔ进行的研免工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢巧：也小包含中所罗列的内奔臥外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成一其它教巧机构

2、的学位或证书而使用过的材料。与巧同工为获得［巧安电了科技大学或作的同志对本研究所做的任何贡献巧已在论文中做了明确的说明并衷示了谢意。一切的法律责任。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担＇占■言、Ｗ日期：本人签名：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明：本人完全了解西安化，科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即硏巧生识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交巧校攻读学位期间论文－Ｔ作的知Ｌ的全部或部分内容，允许、；学校可乂公化论文论文的复印件，允许查阔借阅论文采

3、用影印、缩印或巧它复制手段保存论文。巧时本人保证’纽合学位论文硏巧成果。电学西子科技大完成的论文、发明专利等成果，署名单位为安。书后适用权年解密本授保密的学位论文在＿：导师签名：签名人＿本％‘ｔ、：八、支期ｂ。：ｗ口期学校代码10701学号1311122961分类号TN4密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于过零检测器的逐次逼近-流水线混合型ADC研究作者姓名：李金博领域：软件工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：朱樟明教授企业导师姓名、职称：刘洪涛高工学院：微电子

4、学院提交日期：2016年1月ResearchofPipelinedSARADCbasedzerocrossingdetectorAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinSoftwareEngineeringByLiJinboSupervisor:ZhuZhangmingProfessorLiuHongtaoSeniorEngineerJanuary2016摘要摘要随

5、着半导体产业的飞速发展，移动电子产品越来越多的进入到我们的日常生活中。可穿戴电子产品、智能手机等电子终端的发展对模数转换器(ADC)的要求也越来越高。高速度、高精度和低功耗是ADC发展的主要方向。PipelineADC主要应用在高速高精度ADC领域，但PipelineADC的传统MDAC模块需要用高带宽高增益的运放来实现，其设计难度较高、功耗与面积较大。而半导体工艺不断发展、特征尺寸逐渐减小、电源电压逐渐降低，由于SARADC在功耗与面积上有优势，因此逐渐成为模数转换器的研究热点，但SARADC在速度与精度方

6、面很难达到较高水平。逐次逼近-流水线混合型ADC即PipelinedSARADC，是一种新型混合结构的ADC，吸取了PipelineADC与SARADC的优点，在速度、精度、面积与功耗上有较好的折衷，现已成为研究热点。传统的MDAC电路由运放实现，它是流水线型ADC的重要模块，其缺点是设计难度较高、面积与功耗较大。本文针对传统结构，提出采用过零检测器实现的MDAC电路，其结构简单，功耗与面积较小，是实现MDAC电路的新方式。论文首先介绍了SARADC与PipelineADC的基本原理与结构，针对这两种ADC的

7、优缺点，提出PipelinedSARADC。对这种新型ADC的结构、原理及其冗余位校准算法进行研究。然后从基于运放的MDAC电路入手，提出采用比较器与采用过零检测器实现的MDAC电路。文章又对基于过零检测器的PipelinedSARADC的非理想因素进行研究，提出改善方法，并对ADC的整体系统进行进一步优化。最后采用SMIC1.8V0.18μmCMOS工艺设计了一款12位50MS/s基于过零检测器的PipelinedSARADC。采用6+7的两级结构，应用冗余校准技术得到12位量化码。用过零检测器代替传统运放

8、结构实现MDAC电路，有效地降低了功耗与面积，在MDAC电荷转移阶段，采用两阶段的电荷转移技术，有效地缩短建立时间并提高MDAC精度。将PipelinedSARADC与采用过零检测器实现的MDAC电路两种新型技术有效地结合起来，提出一种高速、高精度和低功耗ADC的新设计方法。论文给出PipelinedSARADC的版图设计，在电压摆幅为1.8V，采样速率为50MS/s的条件下，测试得到SNDR为66