基于过零检测技术的pipelined adc研究

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1、４击糾成丈達ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ专业学位硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥＩ傷论文题目基于过零檢测拔术的ＰｉｐｅｌｉｎｅｄＡＤＣ妍究专业学位类別工程硕±学巧２０１３２２０３０１１０作者娩名刘瞄指肆教师杜江鋒副教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文妃本人在导师指导Ｆ进行的研究工作及取得的研究成果

2、。据我所知，除了义中特別加标注和致谢的地知外，论文中不包含其他人ｄ经发炭或撰巧过的研究成巧，也不包含为获衙化子科技大学或化它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我－问ＩＬ作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论义中作／明确的说明并表小谢意。作巧签名：ＶｕＴｌｉ＂期：年５ｊ！论文使用授权本学位论文作者完全了解ｌＵ子科技大学有关保留、使川学位论文，有权保留并向閨家有义部Ｎ或机构送义论义的复印件和磁盘的规定，允许论文被巧閒和借阅。本人授权电子科技大学ｐｊＷ将学位论文的全

3、部或部分内容编入行乂数据库进行检索，＾＾心采用影印、缩印或巧揣等复制于段保存、汇编学位论义。（保密的学位论文在解密后应迸守此规定）‘Ｌ繪，：签：作者蘇名）导名苗师和气：Ｈ期如年７分类号密级注1UDC学位论文基于过零检测技术的PipelinedADC研究（题名和副题名）刘皓（作者姓名）指导教师杜江锋副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称集成电路工程提交论文日期2016.03.18论文答辩日期2016.05.09学位授予单位和日

4、期电子科技大学2016年6月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。RESEARCHOFZERO-CROSSINGBASEDPIPELINEDADCAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:LiuHaoAdvisor:AssociateProf.DuJiangfengSchool:SchoolofMicroelectr

5、onicsandSolid-stateElectronics摘要摘要数字化是当今频繁提及的话题，工艺的进步促使数字系统的集成度越来越高，数据处理速度越来越快。巨大的性能优势使得许多模拟信号处理工作被数字技术所取代。然而自然界产生的信号，如声音、光、温度、压力等，皆是模拟的方式变化的。作为模拟域与数字域的接口，模数转换器的地位仍旧不可取代，但系统对模数转换器的速度要求大幅提高，同时便携式设备与智能设备的普及使得业界越发强调系统的低功耗设计。在此背景下，国内外高校和公司提出了许多高速低功耗模数转换器结构。其中基

6、于过零检测技术的流水线模数转换器不仅在系统架构上保留了流水线模数转换器高速高精度的优点，而且在单级电路中采用低功耗的过零检测器和受控电流源替换高功耗的运算放大器，大大降低了系统功耗。并且由于不存在反馈环路，解决了系统稳定性的问题，简化了设计，也减轻了工艺变化对系统的影响。本文在55nmCMOS工艺下，完成了一款电源电压2.5V，分辨率10位，采样速率50MSPS的基于过零检测技术的流水线模数转换器的设计。整个系统共包含10级，其中1级采样保持模块，8级1.5位的子模数转换器和1级2位的并行模数转换器。为了提

7、高动态范围和线性度，系统采用全差分结构。过零检测功能主要依靠一个五管运算放大器完成，并在过零检测器中加入延迟调节单元用以修正工艺、温度等因素造成的延迟变化。采用改进的共源共栅电流镜，降低了电流镜关断时对输出端的电荷注入。使用改进的过零检测器作为并行模数转换器的比较单元，在采样相即可完成对输入信号的量化与编码，增大了MDAC在保持相中可用的残差放大时间。采用失调误差前台校正与失调误差后台校正相结合的方式来修正系统中非理想因素引入失调误差，可有效削减模数转换器输出动态性能中的静态能量。在采样频率为50MSPS，

8、输入信号为频率16.89MHz弦波信号的仿真条件下，模数转换系统的性能为信号噪声失真比约为59dB，无杂散动态范围约为67dB，有效位数约为9.5位，模数转换器的核心功耗约为27.5mW。关键词：模数转换器，过零检测技术，过零检测器，失调误差校正IABSTRACTABSTRACTTodaydigitizationisahighlymentionedtopic.Theadvancedprocessincreases