语音识别系统中模数转换电路的设计

论文摘要

模数转换器（ADC）是模拟系统与数字系统之间重要的接口电路。在深入研究ADC基本原理及类型、详细分析ADC主要性能参数的基础上,完成了特定人孤立词语音识别系统中的8位模数转化电路的设计。本设计采用了逐次逼近型的A／D转换器,该类型的A／D转换器具有结构简单,面积小,功耗低的优点,且能满足系统的转换精度和速度的要求。设计的逐次逼近型A／D转换器主要由采样保持电路,电压基准源,电流基准源,比较器,移位寄存器,数模转换器,数字编码器,控制电路等主要电路单元组成。本设计采用Chart 0.35μm RF 2P4M CMOS工艺,使用Cadence公司的Virtuoso Spectre工具完成了各个模块的设计及前期仿真。使用Cadence Virtuoso Layout-XL进行全定制版图设计,然后完成版图规则验证（DRC）、版图元器件和寄生参数提取（Extract）、版图与电路图一致性（LVS）,最后进行了后期仿真验证。仿真结果表明电路的功能正确。设计的模数转换器的量化误差为0.4LSB,静态功耗为3.38mW,电路版图面积为400*471μm2。,达到设计要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 简介
• 1.2 本论文的主要目的及内容
• 2 模数转换器的基本原理
• 2.1 模数转换器的基本原理
• 2.2 模数转换器的基本类型
• 2.2.1 逐次逼近型（SAR）ADC
• 2.2.2 闪烁型ADC（Flash ADC）
• 2.2.3 流水线型ADC（Pipeline ADC）
• 2.2.4 折叠插入式ADC
• 2.2.5 积分型ADC
• 2.2.6 过采样∑-△ADC
• 2.3 ADC的总结以及结构选取
• 3 8位DAC的设计
• 3.1 DAC总体结构设计
• 3.2 单元电路设计
• 3.2.1 电阻网络设计
• 3.2.2 模拟电流开关设计
• 3.2.3 运算放大器的设计
• 3.3 电路的模拟仿真结果
• 3.3.1 输出特性仿真
• 3.3.2 建立时间
• 4 数字部分的电路设计
• 4.1 逻辑单元的设计
• 4.2 触发器的设计
• 4.3 移位寄存器的设计
• 4.4 数字逻辑单元的整体电路
• 5 模拟部分的电路设计
• 5.1 采样保持电路的设计
• 5.1.1 采样方法与采样定理
• 5.1.2 采样保持电路的设计
• 5.2 基准源电路的设计
• 5.2.1 基准源的基本原理
• 5.2.2 电流基准源的设计
• 5.2.3 电压基准源的设计
• 5.3 比较器的设计
• 5.3.1 比较器结构
• 5.3.2 比较器工作原理
• 6 版图设计及仿真
• 6.1 版图的设计规则
• 6.2 版图设计考虑因素与技术
• 6.2.1 闩锁效应
• 6.2.2 匹配
• 6.2.3 保护环
• 6.2.4 布局布线
• 6.3 电路的版图
• 6.3.1 运算放大器的版图
• 6.3.2 基准源的版图
• 6.3.3 比较器的版图
• 6.3.4 数字逻辑部分的版图
• 6.3.5 DAC的版图
• 6.3.6 整体电路的版图
• 6.4 电路的仿真与分析
• 7 结论
• 致谢
• 参考文献