24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著電子系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣，高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器的需求越來越高。無論是在測試儀器領(lǐng)域，還是醫(yī)療電子領(lǐng)域，甚至是機械傳感領(lǐng)域，傳統(tǒng)的逐次逼近低速模數(shù)轉(zhuǎn)換器由于受限于自身的非線性，均無法滿足市場需求。同時近年來CMOS大規(guī)模集成電路技術(shù)不斷發(fā)展，Sigma-Delta轉(zhuǎn)換器正是借此機遇不斷發(fā)展。在一定程度上解決了傳統(tǒng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路線性度不高的問題。
　　本文基于Sigma-Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器的原理，研究了一種適用于24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)

2、，并根據(jù)此結(jié)構(gòu)進行電路設(shè)計、流片、測試驗證。研究內(nèi)容涉及了相關(guān)電路設(shè)計以及相關(guān)的版圖設(shè)計和產(chǎn)品測試解決方案。
　　論文對 Sigma-Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)原理做了深入的研究。研究了Sigma-Delta調(diào)制器的常用結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上研究了一種高分辨率低噪聲的調(diào)制器結(jié)構(gòu)，并對此調(diào)制器的電路進行了分析。分析了一種可以使芯片自動調(diào)整增益誤差和失調(diào)誤差的一種算法。該算法能夠與Sinc3濾波器輸出的結(jié)果結(jié)合在一起改善Sigma-Delt

3、a模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出失調(diào)和增益特性。研究了一種基于電荷重分配結(jié)構(gòu)的增益可變調(diào)制器電路設(shè)計方法。該方法結(jié)合時序控制可實現(xiàn)采樣電壓增益的可編程變化。
　　論文對理論分析結(jié)果進行了驗證。結(jié)合上述的技術(shù)研究結(jié)果，設(shè)計了一款24位Sigma-Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器。設(shè)計采用0.6um介質(zhì)隔離 BiCMOS工藝。電路設(shè)計輸入的主時鐘頻率為10MHz，分辨率為24位。通過設(shè)置不同的過采樣率，可改變芯片的輸出有效位數(shù)，同時濾波器的第一陷波頻率也可以通