【摘 要】
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∑-Δ模数(A/D)转换器是北京美新华微电子技术有限公司开发的一款单片集成电路。该电路是基于CSMC0.5μm的二层金属工艺,采用正向设计方法完成的。本论文(课题)的任务是“∑-Δ
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∑-Δ模数(A/D)转换器是北京美新华微电子技术有限公司开发的一款单片集成电路。该电路是基于CSMC0.5μm的二层金属工艺,采用正向设计方法完成的。本论文(课题)的任务是“∑-Δ模数转换器”中的部分电路—16位二阶∑-ΔA/D转换器中调制器的设计。内容包括,建立调制器的数学模型,对模型进行仿真,设计电路图,电路原理仿真,版图设计仿真等。该调制器用于∑-ΔA/D转换器中,拥有良好的噪声整形能力,利用过采样技术将信号频带内的噪声推至高频范围,再由降采样滤波器将高频段噪声滤除,提高了电路信噪比。电路的性能为5V电压电源供电,信号采用差分输入差分输出结构。输入信号带宽22KHz,过采样速率OSR=128,输出数字信号的信噪比要达到96dB,调制器还拥有增益可选择功能。电路约有近千个元件。在分析电路工作原理的基础上,对电路主要性能如采样、信噪比、量化误差、量化噪声及噪声整形等作了理论上较详细分析。考虑系统中非线性因素,如运放的有限增益、有限带宽、噪声和元件参数不对称因素等的影响,建立起了一阶和二阶调制器的数学模型,在MATLAB上完成了对模型的仿真;依据仿真合格的数学模型设计了各部分电路,包括运放、比较器、开关元件、不重叠时钟电路等,在HSPICE中完成了电路仿真;最后完成了版图设计,经几次修改上述数学模型和电路原理的仿真结果都达到了设计要求,设计的版图也通过了仿真验证。
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