应用于流水线型折叠内插模数转换器比较器设计论文

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1、西安电子科技大学硕士学位论文应用于流水线型折叠内插模数转换器的比较器设计姓名：杨靖申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：杨银堂201201摘要lIIIIlilleII[UIIIIIlY2067211为了适应模数转换器高速、高精度、低功耗的发展需求，设计一款满足模数转换器应用需求的比较器成为了一个研究热点。基于预放大．锁存理论，本文设计了一款应用于高速流水线型折叠内插模数转换器的CMOS比较器。该比较器由具有分布式T／H电路的前置预放大器，以及以反相器首尾连接构成的双稳态结构作为核心的动态锁存器组成。前置预放大器采用正

2、负电阻并联作为负载，使得运放在获得大的带宽的同时达到较高的增益，从而有效提高比较器的速度，并且降低比较器输入失调电压。为了指导实际电路设计，本文使用MATLAB／SIMUL玳K软件平台搭建了比较器系统级模型，对比较器的失调进行了定性和定量分析，并通过蒙特卡洛仿真分析进行了验证，实现了动态锁存器失调的优化设计。该比较器基于SMICO．18}tmlP6M1．8V混合信号CMOS设计实现，采用CadenceSpectre仿真软件进行了仿真验证。结果表明，该比较器满足高速流水线型折叠内插模数转换器的应用要求，它的最坏传输延时为6lOps，输

3、入失调电压为14．1848mV，整个比较器正常工作时的平均功耗为0．2829mW。关键词：CMOS比较器系统级模型失调AbstraetAbstractSoastomeetthedemandofdevelopinghighspeed，highresolutionandlowpoweranalogdigitalconverters，theresearchofdesigningcomparatorswhichCansatisfytheapplicationneedsofanalogdigitalconvertershasbecominga

4、hotspot．Basedonthepreamplifier-latchtheory,thisworkshowsaCMOScomparator,whichwillbeappliedinahighspeedpipelinedfoldingandinterpolatinganalogdigitalconverter．ThiscomparatorconsistsofapreamplifierWimdistributedT／Hcircuitsandadynamiclatch，withabistablestructure嬲itscore，wh

5、ichisbuildupbytwoinvertersend-to-endconnected．Thepreamplifiertakesaparallelconnectedstructureofpositiveandnegativeresistorsasitsload，whichmakesitpossibletoachievebothbigbandwidthandhighgain，alsoeffectivelyincreasestheresponsespeedanddecreasestheinputoffsetvoltageofthec

6、omparator．Inordertoguidetherealcircuitsdesign，theworkestablishesasystemlevelmodelforthecomparatorbythesoftwareplatformofMATLAB／SIMULINK．Basedonthedetailedcircuitsdesign，aqualitativeandquantificationanalysisoftheoffsetvoltageofthecomparatorisgiveninthiswork．Theanalysisr

7、esultsarevalidatedthroughtheMonteCarlosimulation．Witlltheuseoftheobtainedresults，aoptimizationoftheoffsetvoltageofthedynamiclatchisgiven．BasedontheSMICO．18I．tmlP6M1．8Vmixed—signalCMOSfoundry,adesigningvalidationisgotthroughCadenceSpectresimulationsoftware．Simulationres

8、ultsshowthatthetransitiondelayunderworstcasesis6lOps，theinputoffsetvoltageis14．1848mVandtheaveragepowerdissipationoft