电流模式的流水线结构的CMOS A/D转换器

论文摘要

近年来,无线通讯的发展十分迅速,对其中的一项关键技术—模数转换提出越来越高的要求,由此推动了模数转换技术的不断进步。流水线ADC是目前ADC最主要的产品之一,主要应用在速度和精度兼顾的领域,如通讯中的无线局域网,消费产品中的手机、高清晰度电视等。另一方面,随着深亚微米集成电路工艺的发展以及便携式电子产品的普及,集成电路的电源电压越来越低,甚至小于1V。A/D转换器(以下简称ADC)作为便携式电子产品的一个重要模块,也要服从系统向低电源电压和低功耗的发展趋势,以延长使用寿命。本论文采用电流模式信号处理技术设计了一个10位流水线型ADC,以降低功耗。论文的主要工作包括:①在参考大量流水线型ADC结构的基础上,采用9级流水线每级1.5bit的结构,每级包括电流采样S/H、电流镜、电流比较器、电流舵DAC。②提出了将CCII应用于电流模式ADC的思想,并且设计了一个基于电流传输器(CCII)的电流模式流水线结构的模数转换器(ADC),其工作电压为1V,分辨率为10位,采样频率为50MHz。用HSPICE软件进行了仿真验证,结果表明,该ADC结构具有可行性。③设计了一个基于CCII的电流模式S/H电路,该电路结构采用了零电压开关技术提高采样精度。用HSPICE软件进行了仿真验证,结果表明,该电路具有良好的性能。最后作了全文的总结和展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 相关的研究与结果
• 1.3 论文结构
• 第2章 电流模式 ADC 概述
• 2.1 引言
• 2.2 电流模式算法ADC
• 2.3 电流模式闪烁型ADC
• 2.4 电流模式折叠内插型 ADC
• 2.5 电流模式流水线ADC
• 2.6 电流模式∑-△ADC
• 2.7 小结
• 第3章 基于 CCII 的电流模式流水线 ADC
• 3.1 引言
• 3.2 整体框图
• 3.2.1 第二代电流传输器（CCII）
• 3.2.2 工作原理
• 3.3 算法分析
• 3.4 小结
• 第4章 电路设计与仿真
• 4.1 引言
• 4.2 电流 S/H
• 4.2.1 开关电流电路（SI）
• 2I 电流存储单元'>4.2.2 S²I 电流存储单元
• 4.2.3 本论文提出的基于CCII 的电流 S/H
• 4.2.4 基于CCII 的电流 S/H 的仿真结果
• 4.3 电流镜
• 4.3.1 基本电流镜
• 4.3.2 Wilson 电流镜
• 4.3.3 调节串叠式电流镜（RGCM）
• 4.3.4 调节串叠式电流镜（RGCM）的仿真结果
• 4.4 电流比较器
• 4.4.1 工作原理
• 4.4.2 仿真结果
• 4.5 电流舵 DAC
• 4.5.1 二进制权重结构
• 4.5.2 温度计码结构
• 4.5.3 仿真结果
• 4.6 数字电路及仿真结果
• 4.6.1 温度计码转换电路
• 4.6.2 延迟电路
• 4.6.3 数字校正电路
• 4.6.4 三态输出级
• 4.7 第一级的瞬态分析
• 4.8 小结
• 第5章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A （攻读硕士学位期间发表的论文）
• 附录B （攻读学位期间参与科研项目）