高速折叠内插ADC研究.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE（电子科技大学图标）论文题目高速折叠内插ADC研究专业学位类别工程硕士学号201151030208作者姓名张正平指导教师张庆中万方数据分类号密级注1UDC学位论文高速折叠内插ADC研究张正平指导教师张庆中副教授电子科技大学成都王永禄研究员中国电科24所重庆申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2012.9论文答辩日期2012.11学位授予单

2、位和日期电子科技大学2012年12月27日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。万方数据HIGHSPEEDFOLDING-INTERPOLATINGADCRESEARCHAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ElectronicandCommunicationEngineering`Author:ZhengpingZhangAdvisor:QingzhongZhangandYongluWangSchool:Micro-elec

3、tronicandSolid-stateElectronic万方数据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

4、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：年月日万方数据摘要摘要人类所认知的是自然界语言，机器能处理的是数字信号，为了使自然界语言与机器语言快速有效连接起来，这就需要一个中间媒介，也就是模数转换器和数模转换器。随着工艺进入超深亚微米水平，大规模集成电路也快速发展，数字电路规模早已突破千万级，模拟电路的转换速度也突破了GHz，作为数模混合电路的代表ADC也得到了快速发展，但在高端信息处理应用领域，我国自主研发的ADC依然是瓶颈，在一

5、定程度上限制了整机系统的发展。本论文针对上述问题，基于0.35μmBiCMOS工艺开展了8位2GSPS超高速ADC的研究与设计，依据本单位积累与掌握的技术水平和成功开发其它高水平ADC的基础上，对8位2GSPS折叠内插超高速ADC结构算法和电路实现进行了深入分析与研究。主要内容为：1.研究了ADC采用的整体架构。在0.35μmBiCMOS工艺水平下，直接实现2GSPS采样率很难，因此本文采用2通路子ADC分时采样结构，把模拟电路的转换速度降到1GHz，增加电路实现的可行性，每通路ADC又采用高速ADC中常见的折叠内插结构。2．研究了基于0.35μmBiCMOS工艺下的

6、折叠内插结构ADC。提出了高3位粗量化和低5位折叠细量化的总体设计思路，深入推导了从模拟信号输入到数字二进制码输出的过程。3．在理论推导的基础上，对折叠内插电路的具体实现进行了深入研究，根据BiCMOS工艺特点，设计了全新的折叠电路，大大简化了电路结构，并有效提升了折叠电路的转换速度。4．为了使设计的ADC具有良好性能，在深入分析各种使ADC性能下降的误差源基础上，开展了对折叠内插电路的数字校正研究，用来消除折叠电路中的各种失调误差、增益误差和匹配误差。5．基于本论文，开展了对超过2GSPS采样率ADC的封装建模研究和测试研究，有利支撑了论文设计的顺利完成，和验证设计

7、结果的有效性。6．在484MHz正弦输入下进行2GSPS采样，SFDR为52dB，SNR为45.84dB，有效位7.32位，DNL≤±0.4LSB，INL≤±0.5LSB，超过设计预期目标。关键词：2GSPS，折叠内插，超高速，ADCI万方数据ABSTRACTABSTRACTInordertoexchangemessagesbetweenanaloganddigitalworld,analog-to-digitalanddigital-to-analogconverterswereinventedasintermediabetweenmankindc