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物理學(xué)畢業(yè)論文

一種用于流水線ADC的CMOS比較器的設(shè)計

時間:2022-10-26 06:23:51 物理學(xué)畢業(yè)論文 我要投稿
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一種用于流水線ADC的CMOS比較器的設(shè)計

  一年一度畢業(yè)季,幾分傷感積分離愁。傷感之余是否還在為畢業(yè)論文發(fā)愁?好了,話不多說,小編直接為大家送上物理學(xué)畢業(yè)論文一篇,希望對大家有所幫助!

  摘要:本文基于SMIC 0.18μm CMOS工藝設(shè)計了一種應(yīng)用于流水線ADC的開關(guān)電容預(yù)放大鎖存比較器。開關(guān)電容預(yù)放大比較器整體功耗比靜態(tài)比較器少,且具有速度快,踢回噪聲小的特點。且通過驗證分析,可以知道開關(guān)電容預(yù)放大比較器能夠很好的滿足流水線子ADC對比較器的要求。

  關(guān)鍵詞:流水線ADC 子ADC 開關(guān)電容 比較器

  一、引言

  流水線ADC具有能在速度,精度,功耗以及面積上較好折中的特性,故流水線ADC以成為ADC發(fā)展的主流之一。而比較器設(shè)計是流水線ADC設(shè)計的重點之一,比較器的好壞對ADC的速度,精度,功耗等方面都有至關(guān)重要的影響。本文針對流水線ADC設(shè)計了一種符合其功耗,精度和速度的開關(guān)電容預(yù)放大鎖存比較器。

  二、比較器的分析與設(shè)計

  比較器的結(jié)構(gòu)有很多種,主要有開環(huán)比較器,遲滯比較器,開關(guān)電容比較器,可再生比較器等。經(jīng)過分析,針對流水線ADC本設(shè)計采用了開關(guān)電容預(yù)放大鎖存比較器結(jié)構(gòu)。它分為兩個部分,開關(guān)電容輸入網(wǎng)絡(luò)和預(yù)放大鎖存比較器。

  圖1為預(yù)放大鎖存比較器,其中M1~M5為增益放大器,M7~M10為動態(tài)鎖存比較器,M6、M11為為開關(guān)管控制鎖存比較器的工作狀態(tài),鎖存比較器有兩種工作模式:復(fù)位模式和鎖存模式。當(dāng)phi為低電平nphi為高電平時,M6、M11、M14、M18導(dǎo)通M13、M17截止,電路工作在鎖存模式,對輸入信號進行比較并輸出結(jié)果。當(dāng)phi為高電平nphi為低電平時,M6、M11、M14、M18截止M13、M17導(dǎo)通,電路工作在復(fù)位模式,鎖存器上一次的比較結(jié)果被復(fù)位到低電平。鎖存器后面接反相器可以提高比較器的驅(qū)動能力并給輸出波形整波。

  對于預(yù)放大電路有:

  可以通過調(diào)節(jié)M2、M4的寬長比來調(diào)節(jié)預(yù)放大器的增益。加前置放大器不僅可以減小鎖存比較器的踢回噪聲,還可以將放大器的負指數(shù)響應(yīng)和鎖存器的正指數(shù)響應(yīng)相結(jié)合,使輸出快速的到達要求的電壓值,從而提高了比較器的速度。

  三、電路仿真分析

  為了驗證所設(shè)計的比較器,本文在電源電壓1.8V條件下,采用SMIC 0.18?m CMOS對所設(shè)計的比較器進行仿真驗證。其結(jié)果如圖2所示。

  由圖可知比較器完成了對信號的比較器且對輸出結(jié)果進行了復(fù)位。

  四、結(jié)語

  本文通過對流水線ADC的分析設(shè)計了一個開關(guān)電容預(yù)放大結(jié)構(gòu)的比較器,通過預(yù)放大電路有效的克服了鎖存比較器的階躍響應(yīng)曲線是時間的負指數(shù)的問題,且能夠減小比較器的踢回噪聲。所以該比較器適用于流水線ADC的子ADC設(shè)計。

  參考文獻:

  [1]柳臻朝.10bit80MS_s流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器IP核的研究與設(shè)計[D].西安電子科技大學(xué),2013.

  [2]廖寶斌.14比特50M采樣率的Pipeline ADC設(shè)計研究[D].電子科技大學(xué),2013.

  [3]Yung-Hui ChungJieh-Tsorng.A CMOS 6-mW 10-bit 100-MS/s Two-step ADC. EEE Journal of Solid State Circuits.2010.

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