学历硕士毕业论文

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1、低功耗PipelineADC研究与设计####硕士学位论文（学术学位）学生姓名：####张杰指导教师：#####胡刚毅高级工程师（研究员级）专业：微电子与固体电子学学科门类：工学####光电工程学院二O一四年四月ResearchandDesignof14bit40MSPSlowpowerdissipationPipelineADCadoptingOpampSharingtechniqueinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByZhangJieSupervisedbySeniorEng.HuGa

2、ngyiSpecialty:MicroelectronicsandSolid-stateElectronicsApr.2014中文摘要摘要在现代许多电子设备应用中，ADC已经成为了重要的组成模块。受通信技术、网络技术及电子技术的推动，对整个ADC性能指标的要求越来越高。在高速高精度ADC研究领域，PipelineADC是目前国际上实现高速、高精度ADC的主流结构，其最大优势是在速度、精度、功耗等方面有很好的均衡。对于一些便携设备，低功耗设计是首要的考虑因素。因此，本文围绕一种14位40MSPSPipelineADC，提出了低功耗的高速高精度ADC电路设计方案并作了实验测试。本文首先简述了Pip

3、elineADC国内外的发展现状以及未来的发展趋势。接着详细介绍了ADC的性能参数，通过对不同结构的ADC进行比较，提出了高性能PipelineADC的设计要求并分析了PipelineADC的误差源。本文采用CMOS工艺，设计14位40MSPS流水线ADC。电路整体结构包含14位A/D转换器核心电路、基准源电路、PLL时钟倍频电路、并行转换电路、LVDS（低压差分信号）电路、SPI接口电路，电路复杂，性能参数高。其中14位A/D转换器核心电路采用流水线结构，包含采样/保持（S/H）电路、OTA电路、低位A/D转换器及D/A转换器电路、残差放大器电路、比较器电路、时钟延迟及数字校正电路。电路仿真

4、是电路设计到芯片实现的关键过程，电路的仿真直接决定电路能否能设计成功，特别是利用工艺提供的器件模型对关键单元电路、整体电路性能参数的仿真、数模混合电路的仿真，保证投片结果与仿真结果的一致性。通过在CadenceSpectre环境下进行仿真，本课题设计的PipelineADC在3.3V的电源电压下，模拟输入信号幅度范围为2Vpp，采样速率为40MSPS的情况下，SFDR不低于75dB，最大功耗仅为150mW，符合既定的设计要求。关键词：PipelineADC，低功耗，S/H电路，数字校正，SFDRI中文摘要I英文摘要ABSTRACTAmongmanyelectronicapplicationsi

5、nmoderntimes,ADChasbecomethemostimportantbuildingblock.Withthefastdevelopmentofcommunicationtechnology,networktechnologyandelectronictechnology,theADCperformancewerequiredishigherandhigher.Inthefieldofhighspeed,highresolutionADCresearching,PipelineADCisthemostpopulararchitectureforhighspeedhighresol

6、utionADCatpresent.ThebiggestadvantageofPipelineADCisthebalancebetweenspeed,resolutionandpowerdissipation.Forsomeportabledevice,lowpowerdissipationisthekeyproblemforconsideration.Sointhethesis,a14bit40MSPSPipelineADCwithlowpowerdissipationisdiscussedandexperimentdemonstratesitsfeasibility.First,weint

7、roducedthesituationinnowdaysandthetrendofADCdevelopmentinourcountryandaboardbriefly.Andthen,parametersofADCperformancearediscussedindetail.AftercomparingwithdifferentarchitecturesofADC,therequiredperf