【硕士论文】一种8通道串行12位模数转换器设计.pdf

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1、摘要摘要本文设计实现了一款12位8通道串行输出接口的模数转换器(ADc)芯片，电路结构选用逐次逼近(SAR)转换结构，转换器内部集成了多路复用器、转换寄存器和复合型DAC，实现了数字码的串行输出。其中基准源电压为4．096V，设计中通过性能优化，温度系数为15ppm／"(2。比较器采用三级级联的箝位比较器结构形式，不仅较容易实现了高增益，还减小了传输延迟。DAC在总结改进传统单一结构的基础上，采用了电压定标和电荷定标的复合式结构，这种分段复合式结构不但避免了大电容引入的匹配性问题，而且由于引入了电阻，减小了电路本身的线性误差。电路实现采用CSMCO．5“mN阱双层

2、多晶双层金属(DPDM)工艺，芯片完整版图面积为2．5x2．2ram2。最后对流片后芯片进行测试，测试结果显示转换时间为7．5螂，转换精度达到12bits，正常工作电流为2．8mA，积分非线性(rNL)和微分非线性(DNL)均小于1LSB。此转换器面积小、功耗低以及方便连接的串行接口方式，这对于消费电子、医疗器械及便携式产品等方面应用是具有较好性价比的选择。关键词：模数转换器逐次逼近结构复合式数模转换器带隙基准源比较器AbstractIIIAbstractDesignandimplementofan8-channelserial12-bitADCweredescr

3、ibed．SuccessiveApproximationRegister(SAR)istheconfigurationadopted．Andmulti—switchcircuitanddataregisteraleintegratedinthecircuittorealizemulti·channelandserialinterface．TheoutputofBandgapreferenceis4．096Vthetemperaturecoefficientis15ppm／'Cbyoptimizingthecircuit．Moreover,thecomparator

4、isappliedofathree-stagelatchconfiguration．Itnotonlyrealizesthehi曲gain，butalsodecreasesthesystemdelay．Anuniqueconfigurationofequal-valuedpoly--siliconresistorsandrationedcapacitorsassembledisadoptedinD／Aconverterimplementation，whichavoidthemismatchofbigcapacitorsandminishthelinealerror

5、becauseoftheapplicationofresistors．ThecircuitWasfabricatedonthe0．5tunprocess(N—well，doublepolyanddoublemetal)ofCSMC．Introducingthecustomizelayoutmanually,thediechipis2．5x2．2mm。．Finally,itsperformancehasbeentested．TheresultshOWSthatthedesignsatisfiedtherequest．Theconvertertimeis7．5雌，th

6、econverterbitis12bits，theoperationcurrentis2．8mA．andINLandDNL撇withinthe1LSB．Smallsize，lowpowerandserialinterfacetoconnectingeasilyaretheadvantagesofthiskindofconverter．SoitisthebestchoicefortheaSconsumerapplication，suchelectronic，medicalinstrumentsandportableproductsandSOon．Keywords：A

7、DCSAR(SuccessiveApproximationRegister)ComparatorCompositeDACBandgapreference第一章绪论第一章绪论集成电路的发展日新月异，许多类型的信号处理已经转移到数字领域，尤其在现代通讯领域，数字电路的应用越来越广泛，但同时又不可避免的要用到对模拟信号进行处理的模拟电路，于是就需要一个中间的转换电路来实现数字信号和模拟信号之间的转换。模拟数字转换器ADC(Analog--to--DigitalConverter)和数字模拟转换器DAC(Digital--to--AnalogConverter)就是一个数

8、字世界和模