CMOS模/数转换器设计与仿真PDF电子书下载

第1章 模/数转换原理 1

1.1 采样原理 1

1.2 采样保持电路及跟踪保持电路 12

1.2.1 采样保持电路 12

1.2.2 特殊的性能参数 14

1.2.3 电容和开关的应用 15

1.2.4 跟踪保持电路 23

1.3 量化 27

1.3.1 线性度 28

1.3.2 量化误差 30

1.3.3 信号与噪声 33

第2章 模/数转换器基础 35

2.1 性能参数的定义 35

2.1.1 直流参数 36

2.1.2 交流特性 42

2.1.3 数字接口 47

2.1.4 功耗指标 51

2.1.5 抖动 51

2.2 模/数转换器的结构 52

2.2.1 流水线型模/数转换器 52

2.2.2 逐次逼近型模/数转换器 54

2.2.3 Sigma-Delta模/数转换器 55

第3章 流水线型模/数转换器 60

3.1 流水线型模/数转换器的工作原理 60

3.1.1 采样保持电路 62

3.1.2 减法放大电路 63

3.1.3 比较器电路 65

3.1.4 冗余校正 66

3.2 流水线型模/数转换器的非理想因素与误差源 67

3.2.1 噪声 67

3.2.2 静态误差 69

3.2.3 动态误差 70

3.3 流水线型模/数转换器电路设计实例 72

3.3.1 工作原理 72

3.3.2 模块电路设计 73

3.3.3 采样保持和减法放大共享的流水线型模/数转换器测试结果分析 82

3.4 参考文献 87

第4章 逐次逼近型模/数转换器 89

4.1 采样保持电路 90

4.2 电容式数/模转换器 92

4.2.1 电容式数/模转换器的基本结构 94

4.2.2 修调方案 96

4.2.3 电容式数/模转换器版图的实现 102

4.3 比较器 104

4.3.1 基本比较器的结构 104

4.3.2 版图的注意事项 108

4.3.3 噪声的注意事项 110

4.4 参考缓冲器 112

4.4.1 内部参考缓冲器 113

4.4.2 带片外电容的参考缓冲器 113

4.4.3 改进的参考方案 114

4.4.4 参考噪声 115

4.5 噪声估值 116

4.5.1 新型过采样法 117

4.5.2 电源所引起的噪声和失真 118

4.6 10位/1MHz逐次逼近型模/数转换器设计 120

4.7 参考文献 127

第5章 Sigma-Delta模/数转换器 128

5.1 Sigma-Delta模/数转换器的工作原理 128

5.1.1 Sigma-Delta调制器过采样 129

5.1.2 Sigma-Delta调制器噪声整形 130

5.1.3 Sigma-Delta模/数转换器中的数字抽取滤波器 134

5.1.4 Sigma-Delta调制器参数与性能指标 135

5.2 Sigma-Delta调制器的结构 136

5.2.1 低阶Sigma-Delta调制器的结构 137

5.2.2 单环高阶调制器的结构 140

5.2.3 级联低阶调制器的结构 142

5.2.4 多位量化Sigma-Delta调制器的结构 144

5.3 Sigma-Delta调制器非线性分析 145

5.3.1 Sigma-Delta调制器的积分器泄漏 145

5.3.2 Sigma-Delta调制器的电容失配 146

5.3.3 Sigma-Delta调制器的时钟采样误差 148

5.3.4 与放大器有关的建立误差分析 149

5.4 参考文献 151

第6章 单环Sigma-Delta调制器 153

6.1 单环Sigma-Delta调制器性能参数的选择 153

6.2 单环Sigma-Delta调制器的行为级仿真 154

6.2.1 单环Sigma-Delta调制器传递函数的行为级仿真 155

6.2.2 单环Sigma-Delta调制器电路参数的行为级仿真 157

6.3 单环Sigma-Delta调制器的开关电容电路实现 158

6.3.1 开关电容电路 158

6.3.2 采样电容 160

6.3.3 积分器 161

6.4 单环Sigma-Delta调制器的电路设计及仿真结果分析 161

6.4.1 积分器的设计与仿真 161

6.4.2 量化器的设计与仿真 165

6.4.3 分相时钟电路的设计与仿真 167

6.4.4 单环Sigma-Delta调制器的仿真 168

6.5 单环Sigma-Delta调制器的版图设计与实验结果 169

6.5.1 单环Sigma-Delta调制器的版图设计 170

6.5.2 单环Sigma-Delta调制器的实验结果 172

6.6 参考文献 173

第7章 多位量化Sigma-Delta调制器 175

7.1 多位量化Sigma-Delta调制器的结构 175

7.2 Sigma-Delta调制器行为级建模与仿真 179

7.2.1 理想Sigma-Delta调制器行为级建模与仿真 180

7.2.2 非理想Sigma-Delta调制器行为级建模与仿真 181

7.3 Sigma-Delta调制器的电路实现 186

7.4 电路模块的设计 188

7.4.1 低功耗运算放大器 189

7.4.2 量化器 192

7.4.3 DWA电路 194

7.5 芯片实现与测试结果 196

7.6 参考文献 197

第8章 低功耗Sigma-Delta调制器 199

8.1 低功耗Sigma-Delta调制器电路 199

8.1.1 前馈Sigma-Delta调制器的结构 199

8.1.2 低功耗运算放大器 201

8.1.3 低功耗比较器 204

8.2 亚阈值反相器型Sigma-Delta调制器设计 204

8.2.1 电路原理 204

8.2.2 电路设计 206

8.2.3 电路测试结果 209

8.3 参考文献 211

第9章 高速串行接口电路 213

9.1 高速串行接口通信协议架构 213

9.1.1 发送器的常用结构 214

9.1.2 接收器的常用结构 215

9.2 高速串行接口性能评价标准 217

9.2.1 眼图 217

9.2.2 抖动 217

9.2.3 误码率 218

9.3 高速串行接口结构分析 220

9.4 5Gbit/s高速串行接口电路设计 222

9.4.1 高速串行接口发送端电路 222

9.4.2 高速串行接口接收端电路 225

9.5 5Gbit/s高速串行接口芯片测试 239

9.5.1 发送端测试 240

9.5.2 接收端测试 241

9.6 参考文献 241