高速低功耗SAR+ADC的研究与设计.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE论文题目高速低功耗SARADC的研究与设计专业学位类别工程硕士学号201222010433作者姓名汪肖阳指导教师李强教授分类号密级注1UDC学位论文高速低功耗SARADC的研究与设计（题名和副题名）汪肖阳（作者姓名）指导教师李强教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业电子与通信工程提交论文日期2

2、015.3.25论文答辩日期2015.5.19学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHANDDESIGNONHIGH-SPEEDLOW-POWERSARADCAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:XiaoyangWangAdvisor:ProfessorLiQian

3、gSchool:SchoolofMicroelectronicsandSolid-StateElectronics独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，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作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学

4、位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要高速模数转换器（ADC）是数据采集系统的核心部分，也是影响数据采集系统精度和速度的重要因素。目前，实时信号处理机要求高速ADC采样率尽可能接近中频甚至射频，从而尽量多的得到目标信息。因而，高速ADC的性能好坏会直接影响整个信

5、号处理系统性能的好坏。在许多高速通信系统，如超宽带（UWB）、正交频分复用（OFDM）等都需要模数转换器将射频信号转化为数字信号方便后级基带处理。在一些通信协议中，如802.15.4aWPAN（无线个人局域网通讯技术）、802.15.6WBAN（无线体域网）等，需要上GHz的带宽。针对这些需求，近年来许多高速结构被提出。这其中逐次逼近型（SAR）模数转换器（ADC）由于其电路大部分数字化的特性，可以很好获益于半导体工艺的尺寸的降低。结合时间复用（Time-interleave）技术，逐次逼近型模数转换器可以达到上G

6、Hz的采样率并且同时保持较低的功耗，成为高速、中高精度应用中非常有竞争力的发展方向。本文主要研究高速低功耗SARADC的设计。相对于其他高速转换器的复杂结构，本文提出一种简单的分段电容阵列高速低功耗结构。通过将电容阵列分为两段，高权重码字被使用小电容比较，从而大大加快电容型数模转换器（DAC）建立速度。在分段电容阵列的基础上，预量化-旁路翻转方式被应用到分段电容阵列中，从而在原有结构高速的基础上提高了其线性度和进一步降低功耗。本设计使用CMOS65nm工艺设计实现。电路仿真结果显示在1.2V供电150MS/s采样率

7、下，该设计有效位数为9.52bits，品质因数为10.9fJ/Conv.-step。关键词：逐次逼近，模数转换器，高速，低功耗IABSTRACTABSTRACTThehigh-speedanalog-to-digitalconverter(ADC)isthekeypartofthedataacquisitionsystem,anditisalsothemainfactorwhichaffectsthespeedandaccuracyofthedataacquisitionsystem.Nowadaysthereal

8、-timesignalprocessorrequiresthesamplingrateofthehigh-speedADCtobeclosetotheintermediatefrequencyorradiofrequency(RF),sothatitcanobtainasmuchinformationaspossible.Inmanyhigh-speedco