高精度Σ-ΔADC的模拟调制器设计与性能分析
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更新于2024-08-10
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"版豳设计与调制器性能测试结果-ni-xnet数据配置说明"
本文主要探讨了版图设计在半导体集成电路中的重要性,特别是针对调制器性能的影响。在标题提到的“版豳设计与调制器性能测试结果”中,我们可以看到版图设计对于提高晶体管间的匹配程度具有显著作用,这对于整个电路的性能至关重要。
描述部分详细介绍了二维版图布局方法,这是一种旨在提高晶体管匹配的技术。具体包括以下几点设计原则:
1. 一致性原则:所有待匹配的晶体管应具有相同的几何形状和尺寸,以确保物理上的对等。
2. 对称性原则:晶体管阵列需要对称,至少有一个对称轴,最好是在x轴和y轴上都对称,避免对称轴穿过晶体管主体。
3. 分布均匀原则:晶体管应均匀分布,避免过于紧密或稀疏的排列。
4. 紧密原则:晶体管在质心两侧的几何位置要尽可能接近,以减少寄生效应。
5. 方向一致原则:源和漏区域在栅极两侧的位置概率应相等,确保源漏极面积对等。
在实际应用中,二维共质心布局比一维布局更为复杂,通常需要结合多种匹配技术,并在工艺、设计复杂度和匹配精度之间找到平衡。
此外,标签中的"sigma-delta ADC"提到了高精度模拟数位转换器(Σ-Δ ADC)的相关研究。Σ-Δ ADC利用过采样、噪声整形和数字滤波技术,降低了对模拟电路的精确度要求,实现了高精度和低功耗的转换。然而,它在高速性能方面可能存在挑战。论文《高精度sigma-delta ADC的研究与设计》由吴笑峰撰写,讨论了ADC的系统指标,如信噪比、动态范围、积分非线性和微分非线性等,并深入研究了Σ-Δ ADC的系统设计,包括模拟调制器和数字滤波器。
在模拟调制器设计中,考虑了各种非理想因素,如运放的有限直流增益、带宽、摆率限制、输出摆幅、开关非线性、时钟抖动和采样电容热噪声等,并通过量化分析为电路设计提供依据。设计中采用了2阶单环多位结构的模拟调制器,结合优化的前馈和反馈系数,以实现高精度的ADC系统。通过采用新型的时钟馈通补偿技术和自举开关,减少了采样开关非线性对调制器输出信号的影响,从而提升了系统的动态性能。设计中采用了两级运算放大器,第一级为共源共栅结构,第二级为共源放大器,以获得更高的增益,这对于窄带信号的高精度Σ-Δ ADC至关重要。
版图设计和Σ-Δ ADC的性能优化是提升电子设备性能的关键环节,涉及多个层面的理论和技术,需要在实际应用中综合考虑并精细调整。
2018-03-30 上传
2022-07-05 上传
2022-02-17 上传
2022-07-15 上传
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SW_孙维
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