2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、隨著通信行業(yè)、信息技術(shù)、工程智能化的飛速發(fā)展,模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)作為打通數(shù)據(jù)采集、處理、反饋等產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵模塊,要求其具有高速度、高精度、低功耗的性能。在此發(fā)展趨勢下,一些傳統(tǒng)架構(gòu)ADC難以滿足更高性能要求的缺點則相應(yīng)地暴露出來。因此,通過對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)ADC以及新型的混合型ADC的優(yōu)缺點分析研究,本文采用55nm CMOS工藝,設(shè)計了一款工作在1.2V電源電壓下,12位50MS/s基于兩步式結(jié)構(gòu)的高速低功耗逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器(SAR A

2、DC)。
  首先,針對SAR ADC功耗進行分析和研究,從SAR ADC的電容陣列(DAC)、比較器、數(shù)字邏輯三部分功耗中提出了可以更加優(yōu)化比較器的功耗。若采用傳統(tǒng)SAR ADC的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高采樣速率50MS/s高精度12bit ADC,則比較器消耗的功耗在其DAC、比較器、數(shù)字邏輯三部分消耗的功耗中占據(jù)大部分。因為傳統(tǒng)高精度比較器采用前置預(yù)放大器加鎖存器的結(jié)構(gòu),在高速響應(yīng)中前置預(yù)放大器的電流非常大。對此本文提出了采用粗精兩個比較

3、器的理論,在高位量化中采用低功耗的粗比較器,在低位量化中采用高功耗的精比較器。
  其次,針對SAR ADC速度進行分析和研究,DAC電容建立時間制約SAR ADC的速度,從而提出了采用目前研究熱門混合型兩步式ADC(two-step ADC)。然而目前高速低功耗的兩步式ADC一般為Pipeline+SAR結(jié)構(gòu),存在電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,需要數(shù)字后臺校正等缺點。對此本文提出了采用兩個粗精SAR ADC的兩步式結(jié)構(gòu),其中粗SAR ADC的電

4、容陣列進行了分段使得高位電容值減小達到高速,并采用分時建立的方式對精SAR ADC的電容陣列進行建立,此方式是本文核心技術(shù)。
  再次,針對本文兩步式ADC結(jié)構(gòu)進行Matlab建模驗證其行為正確性。在Matlab建模驗證中加入SAR ADC的非理想因素,針對非理想因素對ADC性能的影響,提出了電路中采用冗余電容校正、權(quán)重校正電容,失調(diào)電壓自校正等解決方案。
  最后,基于55nm CMOS工藝完成各個關(guān)鍵單元電路以及整體基于

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