内容简介

在自然界中，人们能感受到的信号都是模拟量，如声音、风力、振动等。随着21世纪信息社会的到来，人们要对模拟信号进行精细化的数字处理。模数转换器承担着模拟数据获取与重构的重任，也自然成为模拟世界与数字世界的桥梁。目前，模数转换器广泛应用于语音处理、医疗监护、工业控制及宽带通信等领域中，是现代电子设备必不可少的电路模块。本书采取理论与设计实例相结合的方式，分章节介绍了模数转换器的基础知识，以及流水线型模数转换器、逐次逼近型模数转换器、Sigma-Delta模数转换器三大类结构。最后，还对重要的高速串行接口电路进行了分析讨论。

作者简介

张锋，博士，中国科学院微电子研究所微电子器件与集成技术重点实验室研究员、硕士研究生导师，主要从事高速低功耗存储器和接口电路的研究工作，作为课题负责人主持了中科院知识创新工程、国家重大专项、863课题、国家重大研发项目等，在ASSCC、ISCAS等国际会议及期刊发表论文50余篇，出版专业论著2本，在半导体工艺、电路设计研究及产业化领域积累了丰富的经验和学术研究成果。

章节目录

第1章模/数转换原理

1．1采样原理

1．2采样保持电路及跟踪保持电路

1．2．1采样保持电路

1．2．2特殊的性能参数

1．2．3电容和开关的应用

1．2．4跟踪保持电路

1．3量化

1．3．1线性度

1．3．2量化误差

1．3．3信号与噪声

第2章模/数转换器基础

2．1性能参数的定义

2．1．1直流参数

2．1．2交流特性

2．1．3数字接口

2．1．4功耗指标

2．1．5抖动

2．2模/数转换器的结构

2．2．1流水线型模/数转换器

2．2．2逐次逼近型模/数转换器

2．2．3Sigma-Delta模/数转换器

第3章流水线型模/数转换器

3．1流水线型模/数转换器的工作原理

3．1．1采样保持电路

3．1．2减法放大电路

3．1．3比较器电路

3．1．4冗余校正

3．2流水线型模/数转换器的非理想因素与误差源

3．2．1噪声

3．2．2静态误差

3．2．3动态误差

3．3流水线型模/数转换器电路设计实例

3．3．1工作原理

3．3．2模块电路设计

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

3．4参考文献

第4章逐次逼近型模/数转换器

4．1　采样保持电路

4．2　电容式数/模转换器

4．2．1　电容式数/模转换器的基本结构

4．2．2　修调方案

4．2．3　电容式数/模转换器版图的实现

4．3比较器

4．3．1基本比较器的结构

4．3．2版图的注意事项

4．3．3噪声的注意事项

4．4参考缓冲器

4．4．1内部参考缓冲器

4．4．2带片外电容的参考缓冲器

4．4．3改进的参考方案

4．4．4参考噪声

4．5噪声估值

4．5．1新型过采样法

4．5．2电源所引起的噪声和失真

4．610位/1MHz逐次逼近型模/数转换器设计

4．7参考文献

第5章Sigma-Delta模/数转换器

5．1Sigma-Delta模/数转换器的工作原理

5．1．1Sigma-Delta调制器过采样

5．1．2Sigma-Delta调制器噪声整形

5．1．3Sigma-Delta模/数转换器中的数字抽取滤波器

5．1．4Sigma-Delta调制器参数与性能指标

5．2Sigma-Delta调制器的结构

5．2．1低阶Sigma-Delta调制器的结构

5．2．2单环高阶调制器的结构

5．2．3级联低阶调制器的结构

5．2．4多位量化Sigma-Delta调制器的结构

5．3Sigma-Delta调制器非线性分析

5．3．1Sigma-Delta调制器的积分器泄漏

5．3．2Sigma-Delta调制器的电容失配

5．3．3Sigma-Delta调制器的时钟采样误差

5．3．4与放大器有关的建立误差分析

5．4参考文献

第6章单环Sigma-Delta调制器

6．1单环Sigma-Delta调制器性能参数的选择

6．2单环Sigma-Delta调制器的行为级仿真

6．2．1单环Sigma-Delta调制器传递函数的行为级仿真

6．2．2单环Sigma-Delta调制器电路参数的行为级仿真

6．3单环Sigma-Delta调制器的开关电容电路实现

6．3．1开关电容电路

6．3．2采样电容

6．3．3积分器

6．4单环Sigma-Delta调制器的电路设计及仿真结果分析

6．4．1积分器的设计与仿真

6．4．2量化器的设计与仿真

6．4．3分相时钟电路的设计与仿真

6．4．4单环Sigma-Delta调制器的仿真

6．5单环Sigma-Delta调制器的版图设计与实验结果

6．5．1单环Sigma-Delta调制器的版图设计

6．5．2单环Sigma-Delta调制器的实验结果

6．6参考文献

第7章多位量化Sigma-Delta调制器

7．1多位量化Sigma-Delta调制器的结构

7．2Sigma-Delta调制器行为级建模与仿真

7．2．1理想Sigma-Delta调制器行为级建模与仿真

7．2．2非理想Sigma-Delta调制器行为级建模与仿真

7．3Sigma-Delta调制器的电路实现

7．4电路模块的设计

7．4．1低功耗运算放大器

7．4．2量化器

7．4．3DWA电路

7．5芯片实现与测试结果

7．6参考文献

第8章低功耗Sigma-Delta调制器

8．1低功耗Sigma-Delta调制器电路

8．1．1前馈Sigma-Delta调制器的结构

8．1．2低功耗运算放大器

8．1．3低功耗比较器

8．2亚阈值反相器型Sigma-Delta调制器设计

8．2．1电路原理

8．2．2电路设计

8．2．3电路测试结果

8．3参考文献

第9章高速串行接口电路

9．1高速串行接口通信协议架构

9．1．1发送器的常用结构

9．1．2接收器的常用结构

9．2高速串行接口性能评价标准

9．2．1眼图

9．2．2抖动

9．2．3误码率

9．3高速串行接口结构分析

9．45Gbit/s高速串行接口电路设计

9．4．1高速串行接口发送端电路

9．4．2高速串行接口接收端电路

9．55Gbit/s高速串行接口芯片测试

9．5．1发送端测试

9．5．2接收端测试

9．6参考文献

CMOS模/数转换器设计与仿真是2019年由电子工业出版社出版,作者张锋。

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