【摘 要】
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本文在分析比较了各种模数转换器的特点、讨论了模数转换器的发展趋势、总结了嵌入式条件下模数转换器的特殊要求后,完成了一个基于嵌入式应用的10比特2.5V电源电压50MHz采样
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本文在分析比较了各种模数转换器的特点、讨论了模数转换器的发展趋势、总结了嵌入式条件下模数转换器的特殊要求后,完成了一个基于嵌入式应用的10比特2.5V电源电压50MHz采样频率的流水线模数转换器的设计和芯片实现。模数转换器采用传统的每级1.5位结构,一共9级流水线结构。为了达到低功耗和小面积设计,在系统结构上使用了运算放大器共享技术以减少所使用运放算大器的数目和采样电容尺寸逐级缩小技术以减小运放算大器功耗和电路面积。在电路实现上使用开关电容电路结构,电路子模块的设计具有如下的特点:全差分电路结构的使用增大了信号摆幅和对共模噪声的抑制;高摆幅的运算放大器与CMOS采样开关的使用减小了开关电容电路的功耗和面积;高速低功耗动态锁存比较器的使用减小了电路功耗也使模数转换器在高速采样时钟下能保持各级输出的模拟信号的稳定;双相非交叠时钟产生电路提高了时钟周期的利用率。该模数转换器芯片采用SMIC 0.25um、2.5V、单层多晶、五层金属的CMOS标准数字工艺实现,有效核心电路面积为0.3*0.6 mm2。芯片的整体静态功耗为16.9mW,在50MHz的采样频率时,对于2.04MHz的正弦信号,仿真具有55.3dB的SINAD,最大微分和积分非线性分别为0.7LSB和1.8LSB。
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