《3G接收机用ADC中的MDAC模块研究（学位论文-工学）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3G接收机用ADC中的MDAC模块研究（学位论文-工学）（83页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、分 类 号 密 级UDC学 位 论 文3G 接收机用 ADC 中的 MDAC 模块研究（ 题 名 和 副 题 名 ）蔡冬（ 作 者 姓 名 ）指 导 教 师 姓 名 于奇 副教授电子科技大学 成都（ 职 务 、 职 称 、 学 位 、 单 位 名 称 及 地 址 ）申 请 学 位 级 别 硕士 专 业 名 称 微电子学与固体电子学论 文 提 交 日 期 2010.4 论 文 答 辩 日 期 2010.5学 位 授 予 单 位 和 日 期 电子科技大学答 辩 委 员 会 主 席评 阅 人2010 年 月 日注 1 注 明 国 际 十 进 分 类 法 UDC 的 类 号独 创 性 声 明本人声明所
2、 呈 交的 学 位论文是 本 人在 导 师指导下 进 行的 研 究工 作 及 取 得 的 研 究 成 果 。 据 我 所 知 ， 除 了 文 中 特 别 加 以 标 注 和 致 谢的 地 方 外 ， 论 文 中 不 包 含 其 他 人 已 经 发 表 或 撰 写 过 的 研 究 成 果 ， 也不包 含 为 获 得 电 子 科 技 大 学 或 其 它 教 育 机 构 的 学 位 或 证 书 而 使 用过 的 材 料 。 与 我 一 同 工 作 的 同 志 对 本 研 究 所 做 的 任 何 贡 献 均 已 在 论文中作了明确的说明并表示谢意。签名： 日期： 年 月 日关 于 论 文 使 用 授
3、权 的 说 明本 学 位 论 文 作 者 完 全 了 解 电 子 科 技 大 学 有 关 保 留 、 使 用 学 位 论文 的 规 定 ， 有 权 保 留 并 向 国 家 有 关 部 门 或 机 构 送 交 论 文 的 复 印 件 和磁 盘 ， 允 许 论 文 被 查 阅 和 借 阅 。 本 人 授 权 电 子 科 技 大 学 可 以 将 学 位论 文 的 全 部 或 部 分 内 容 编 入 有 关 数 据 库 进 行 检 索 ， 可 以 采 用 影 印 、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名： 导师签名：日期： 年 月 日摘要摘 要本 文 针 对
4、 3G 接 收 机 用 ADC 的 系 统 要 求 ， 考 虑 MDAC 模 块 对 系 统 的 影 响 ， 分析 研 究 了 CFCS(即 交 换 反 馈 电 容 开 关 )技 术 ， 并 结 合 CFCS 技术与电容逐级递缩技术 设 计 了 MDAC 模 块 电 路 。针 对 高 精 度 要 求 ， 采 用 CFCS 技术，根据不同的温度码输入，选择不同的电容 作 为 余 量 放 大 器 工 作 在 放 大 阶 段 时 的 反 馈 电 容 ， 降 低 了 对 电 容 匹 配 精 度 的 要 求 ，提 高 了 系 统 线 性 度 。针 对 高 速 的 要 求 ， 采 用 折 叠 式 增 益
5、提 升 运 放 作 为 MDAC 的 余 量 放 大 器 ， 其 中主运放采用开关电容共模反馈电路，而两个附加运放采用连续时间型共模反馈电路，以稳定运放直流工作点并保证电路的稳定。 余量放大器的高增益和高增益带宽 积 保 证 了 MDAC 快 速 的 建 立 特 性 。基 于 TSMC 0.35m/3.3V 硅 CMOS 工 艺 模 型 ， 在 Cadence 环境下，对各级MDAC 进 行 了 模 拟 仿 真 。 结 果 表 明 ， 首 级 MDAC 中 的 运 放 直 流 增 益 为 102dB， 增益 带 宽 积 为 1.01GHz， 相 位 裕 度 为 64 ， 功 耗 为 36mW；
6、 首 级 MDAC 建 立 精 度 为499.8mV， 转 换 速 率 为 520V/s， 建 立 时 间 为 4.3ns。研 究 结 果 表 明 ， 本 文 设 计 的 MDAC 能 通 过 CFCS 技 术 抑 制 电 容 失 配 误 差 ， 通过 使 用 电 容 逐 级 递 减 技 术 进 一 步 减 小 功 耗 以 优 化 系 统 性 能 ， 并 达 到 了 14b 100Msps流 水 线 ADC 的 系 统 指 标 要 求 。关键词：流水线 ADC， MDAC， CFCS 技 术 ， 增 益 提 升 跨 导 运 算 放 大 器IABSTRACTABSTRACTIn this pap
7、er, according to the system requirement of ADC for 3G recever, theinfluences of MDAC to the system are considered. The CFCS (Commutatedfeedback-capacitor Switching) technique is analysed. The total MDAC is designedusing the CFCS technique and the Capacitor scaling down technique.In order to get high
8、-resolution, choosing different capacitor as feedback capacaitorin the amplification cycle of the residue amplifier according to different input signals.CFCS technique relaxes capacitor matching requirement for manufacturing technology,and improves system linearity.In order to get high-speed, the ar
9、chitecture of folded gain-boosting OTA is used asthe residue amplifier. To make the system stable, the Switched-capacitor type and thecontinuous-time type common-mode feedback circuits are designed for the main opamp and the two auxiliary op amps respectively.Based on the TSMC 0.35m/3.3V silicon CMO
10、S process model, every MDAC hasbeen simulated in Cadence simulation environment. The results show that, for the OTAin the first-stage MDAC, DC gain is 102dB, gain-bandwith is 1.01GHz, phase margin is64, power consumption is 36mW. the first-stage MDAC reaches settling final value of499.69mV, slew rat
11、e of 520V/s and settling time of 4.3ns.Therefore, these MDAC can reduce capacitor mismatching error by adoptingCFCS technique, and can save power consumption further by adoping Capacitor scalingdown technique.They can fulfill the system requirement of 14b 100Msps pipeline ADC.Keywords: Pipeline ADC,
12、 MDAC, CFCS, gain-boosted transconductance operationalamplifierII目录目 录第一章 引 言 . 11.1 研 究 意 义 . 11.2 国 内 外 研 究 动 态 . 11.3 论 文 的 主 要 内 容 . 3第二章 流水线 ADC 的基本原理分析 . 52.1 流 水 线 ADC 的 基 本 原 理 . 52.2 ADC 的 性 能 限 制 . 62.2.1 分 辨 率 . 62.2.2 量 化 误 差 . 62.2.3 信 噪 比 . 72.2.4 微 分 非 线 性 DNL 与 积 分 非 线 性 INL. 72.2.5 无 失 真 动 态 范 围 SFDR. 82.3 MDAC 模 块 的 工 作 原 理 . 82.4 冗 余 位 校 正
