用于阵列传感信号采样的高精度采样及vga一体化技术研究

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1、107011111122786代号学号分类号TN4密级公开题（中、英文）目用于阵列传感信号采样的高精度以下字体均使用宋体四号加黑采样及VGA一体化技术研究High-accuracyResearchinIntegrationTechnologyofHigh-precisionSamplingandVGAforArraySensingSignalSampling作者姓名刘雄指导教师姓名、职称刘帘曦副教授学科门类工学学科、专业微电子学与固体电子学提交论文日期二〇一四年一月万方数据西安电子科技大学学位论文独创性(或创新性)声

2、明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安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做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期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电子科技大学有关保留和使用学位论文

3、的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。(保密的论文在解密后遵守此规定)本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：日期导师签名：日期万方数据摘要摘要随着航天光学遥感相机成像技术的飞速发展，遥感照相机对CCD信号处理器的精度、功耗、面积提出了更高的要求。为了节省

4、CCD信号处理器的功耗和面积，基于SMIC0.35μm3.3VCMOS工艺，本论文提出了一种集CDS(CorrelatedDoubleSampling)及VGA(VariableGainAmplifier)功能一体化的CDS电路，节省了芯片的功耗和面积。VGA的增益范围为0~18dB、步长为0.035dB，VGA由电容阵列和开关阵列实现，控制信号通过9位数字编程信号实现。论文主要研究CDS电路、VGA电路的基本理论及电路技术。首先，研究了采样保持系统的性能参数、采样相时的非理想效应以及如何消除这些非理想效应的措施。给

5、出了CCD的工作原理及驱动时序，研究了CDS的基本原理和三种不同结构的CDS电路，并针对CDS电路建立简单电路模型，分析了它的噪声特性。接着研究了VGA电路的基本理论，介绍了一些常见的VGA，并总结了它们的设计思想。最后，根据CCD信号处理器的要求，设计了CDS及VGA一体化电路。所包含的子电路主要有：增益提升的套筒式共源共栅运算放大器、电容阵列、共模反馈电路、时钟产生电路、自举开关。最后，基于SMIC0.35μm3.3VCMOS工艺下的混合信号工艺库模型，利用Cadencespectre仿真工具对整体电路进行仿真。

6、仿真结果表明，CDS电路很好地抑制了CCD信号中的噪声，极大地提高了输出信号的信噪比。当编程值为000000000时，CDS电路的SNR最低，但仍然达到了100.25dB,最低有效位数达到了12.94位，满足了12位精度的CCD信号处理器的要求。并且，VGA的增益仿真波形显示了比传统VGA更好的线性度。关键词：相关双采样可变增益放大器高精度电容阵列采样保持万方数据AbstractAbstractWiththefastdevelopmentofthespaceopticalremote-sensingcameraima

7、gingtechnology,therequestfortheresolution,powerconsumptionandchipareaoftheCCDsignalprocessor.Inthisthesisacorrelateddoublesamplingcircuit(CDS)circuitwiththefeatureofCDSandvariablegainamplifier(VGA)isproposedbasedontheSMIC0.35μm3.3VCMOSprocess,whichsavesalotofpo

8、werconsumptionandchiparea.TheVGAwhosegainrangevariesfrom0to18dBwiththestepsizeof0.035dBisimplementedbycapacitorarraysandswitcharrays.Anditscontrolsignalisimplementedby9bitsd