應(yīng)用于電機(jī)控制的14bit SAR ADC設(shè)計.pdf

1、近年來隨著智能家居、工業(yè)控制等領(lǐng)域的快速增長，智能化的電氣行業(yè)已經(jīng)成為發(fā)展趨勢。電機(jī)作為其核心器件，需要精確的反饋信號參數(shù)實現(xiàn)控制。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)作為檢測系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的重要接口，在控制系統(tǒng)中扮演著重要角色。為了滿足電機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用需求，高精度、易集成、低功耗的模數(shù)轉(zhuǎn)換器成為當(dāng)前研究熱點。
　　論文旨在設(shè)計一款應(yīng)用于電機(jī)控制的高精度逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其內(nèi)容從校準(zhǔn)算法設(shè)計與SARADC電路實現(xiàn)兩個方面展開。

2、在校準(zhǔn)算法設(shè)計方面，本論文首先調(diào)研了逐次逼近型ADC的高精度校準(zhǔn)技術(shù)并分析各技術(shù)的優(yōu)缺點，在此基礎(chǔ)上提出了一種應(yīng)用于單端逐次逼近型ADC的校準(zhǔn)算法，該校準(zhǔn)算法包括單端動態(tài)誤差校準(zhǔn)、電容失配誤差校準(zhǔn)、失調(diào)校準(zhǔn)及增益誤差補償;論文搭建了相應(yīng)的系統(tǒng)級模型，仿真結(jié)果表明所提出的校準(zhǔn)算法可以明顯提高單端逐次逼近型ADC的信噪失真比、無雜散動態(tài)范圍等性能參數(shù)，并有效減小失調(diào)誤差、增益誤差對性能的影響。在SAR ADC電路實現(xiàn)方面，論文設(shè)計了一個分段

3、電容式數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，其第一個橋接電容前后采用2∶1的縮放，減小DAC的芯片面積與動態(tài)功耗;DAC最高位3bit采用溫度計碼編碼進(jìn)一步減小其動態(tài)功耗;從匹配度及噪聲方面優(yōu)化了DAC的采樣電容;從線性度與失調(diào)誤差兩個方面優(yōu)化了DAC電容的上極板、下極板開關(guān)。對高精度比較器進(jìn)行研究設(shè)計，比較器由三級預(yù)放大器和一級鎖存器組成，逐級對預(yù)放大器的增益、帶寬、功耗、噪聲進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計;比較器采用了輸出失調(diào)存儲校準(zhǔn)技術(shù)。最后對時序電路進(jìn)行研究設(shè)計