AD转换器开题报告

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业毕业设计开题报告申请课题 快速A/D转换器原理研究与设计 子 课 题 快速A/D转换器电路设计 学 号 班 级 申 请 者 联系电话 Email ： 参 加 者 联系电话 Email ： 指导教师 申请日期 2010年10月21日 计算机科学与技术学院研 究课 题名 称快速A/D转换器原理研究与设计起 止年 月2010年 10 月 25 日 2011 年 04 月 01 日成 果形 式设 计申 请 者姓 名性别女班 级指导教师姓 名性别男职 称副教授课 题组成 员姓 名

2、性别班 级在 本 项 目 中 的 分 工女快速A/D转换器的电路设计男快速A/D转换器的软件设计研 究项 目主 要内 容现实生活中常常需要将连续变化的模拟信号转换成计算机可以识别的数字信号，才能输入到计算机中进行处理。本系统通过研究A/D转换器的工作原理，采用软件编程与硬件电路结合技术，让用户对模拟量的处理变得简便。快速A/D转换系统包含以下几个模块：1、软件模块： A/D转换器的C语言编程；2、硬件电路模块：实现整个A/D转换的电路；（参照同组同学的快速A/D转换器的软件设计）本研究项目的科学依据和意义（包括科学学术意义和应用前景，国内外研究概况，发展趋势，立论依据，本项目的特色或创新之处）

3、：科学学术意义随着计算机技术、通信技术和微电子技术的高速发展，信息技术已渗透到军事、民用领域的各个角落。高速、高分辨率ADC（Analog -to- Digital Converter）已经成为现代先进的电子设备或电子系统中不可或缺的重要组成部分。它广泛应用于雷达、声纳、高分辨率视频和图像显示、军事和医疗成像、高性能的控制器与传感器、数字化仪表、各种检测控制系统以及包括无线电话和基站接收机在内的数字通讯系统等领域。ADC将现实世界的模拟信号变换成数字信号以便进行处理、传输及其他操作。所以，要求ADC能确保模拟信号在数据流中被准确地表示,并提供一个平滑的接口。同时在当今这个科技与经济都在高速发展

4、的世界，人们对生活的质量和速度的追求日益提高，综合考虑以上信息，本次设计将对ADC工作原理进行初步探索，力争为提高人们的生活质量做出应有的贡献。二、应用前景ADC是沟通模拟世界和数字世界的桥梁，所以被广泛应用于各种系统，如信号检测与处理、数字视频接收机、高清电视等现代数字通信系统领域。ADC的速度和性能已经成为制约计算机、多媒体技术、数字信号处理等发展的主要因素，是解决各种信号处理速度及精度的瓶颈。随着数字技术的不断发展，系统对模拟技术的要求越来越高。因此对ADC的要求也就越高。设计师们在追求高精度ADC的同时也在追求ADC的更高速度。近年来，随着工艺水平的提高和数字信号处理技术的广泛应用，A

5、DC的种类也骤然增多。各类之间彼此互相取长补短，衍生出更多的ADC，满足各个领域从中低频到高频的需求，比如：高速度高精度的ADC应用在雷达系统、医疗领域、光波侦测及定位、无线收发器等要求测量精度较高的领域；高速多路采样的ADC应用在3G/3.5G等领域，以便系统能够对更宽的带宽进行采样，从而缓解无线数字业务不断增加的吞吐量和可靠性要求的压力；低功耗小尺寸低成本的ADC应用在便携设备中，这种ADC对功耗和尺寸的要求更加严格，但无论哪种ADC都在向着低成本方向发展。综上所述高速、高精度、高集成度、低功耗的ADC发展空间广阔。三、国内外研究概况和发展趋势由于电子设计技术和生产工艺等多方面的发展和进步

6、，近期对ADC的研究重点已经由原来的单一追求高速或者高精度转化为高速高精度相互协调，兼顾功耗和成本的设计。在各大硬件公司各著名高校和实验室的不懈努力下，目前高性能的ADC的转换速度可达到GHz采样频率，转换精度已经达到24位。目前ADC的高端市场基本由几家大公司如TI(德州仪器)，ADI(Analog Device Inc:模拟器件公司)， Linear Technology (凌力尔特公司)和Nationa SemiconDuctor(国家半导体)，MAXIM(美信)，MOTOROLA(摩托罗拉)，NEC(日本电气)所占领。近十年来，模数转换技术发展更为迅速，最高精度达到24位(如TI公司的

7、ADS1255、凌力尔特公司的LTC2400、ADI公司的AD7714)，最快的转换速度达到40GHz。此外，由于工艺水平的不断提高，而国际上己经出现了65 m的工艺，而这也使得ADC向着更高速度、更低电压方向发展。Brian P.G等人用65 m工艺研究出了5 位 500MHz的高速ADC，在1.2V的电源电压下其功耗仅为6mw。而Peach C.T等人则用90 m工艺开发了9 位 400MHz的流水线ADC，在输入80MHz的信号时系统转换时有效位可以达到7.9位。Patrick Y.W的研究小组向低电压做出了探索，他们开发出了电源电压为1.0v、速度100 MHz且精度为8位的流水线AD

8、C，其SNR（信噪比）可以达到45.2DB，功耗仅为30mw。目前国内的研究水平较之国际整体水平有一定差距，对高端模数转换器的研究不多见，当然这与我国是从上世纪七十年代才起步研究ADC有很大的关系。随着近年来投入的增加，国内一些单位也取得了一定的成果，如2001年复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室己研究成功低功耗的10位、33MSPS流水线ADC;2003年清华大学微电子设计中心也成功设计并研制出了高分辨率的13位、5MSPS的流水线ADC;2006年，上海交通大学研制出TSMC 0.25m工艺的10位、80MSPS的流水线ADC。国内外的研究和生产动态表明，我国在模拟数转换器的研究上起

9、步较晚，技术力量比较薄弱。因此，设计生产出自己的高速高性能ADC已成为当务之急。同时还可以得出这样的结论：今后高性能ADC的发展方向主要包括:更快的速度、更高的精度、更低的功耗，更简单的电路结构、更小的电路面积、更加广泛的应用范围以及以上几方面的协调发展。四、本项目的特色或创新之处目前，市场上的A/D转换器的转换速度是个瓶颈，所以本设计特色与创新之处就在于探索快速A/D转换器的设计方法。拟采取的研究方法和技术路线（包括研究工作的总体安排、步骤和各时间段的工作任务等）本系统采用C语言作为编程工具，采取软件和硬件相结合的设计方法，主要技术路线如下（注：第五步骤参照同组刘康同学的软件设计）：一、进行

10、市场调研，写出可行性分析报告；二、查找相关技术资料，形成设计思路和设计方案；三、定义系统总体功能，进行硬件框图设计；四、设计原理图，制作电路，调试电路；五、设计软件总体框架，划分软件模块，编写各模块程序，合成全部软件；六、将系统进行合成并进行总体测试；七、编写使用说明书，并完成设计报告的撰写。整个设计的总体安排：第一阶段（2010.10.252010.11.25）：进行市场调查，查阅相关资料对市场状况进行深入了解，简要撰写市场需求报告；查阅A/D转换器的设计思想、基本工作原理及其类别，全面地了解A/D转换器当前发展状况；逐步确定设计目标，形成设计思想，规划设计方案。第二阶段（2010.11.262010.12.25）：明确设计思想，画出电路原理图熟悉设计中可能用到的各基本实验；与同组同学商定本项目的设计思想，确定本项目各个硬件模块，画出本项目的电路图。第三阶段（2010.12.262011.01.25）：修正、细化电路原理图查阅资料，确定各个模块的基本功能；明确各模块内部构成，细化电路原理图。第四阶段（2011.01.262011.02.25）：协助搭档编制软件，进行软硬件调试协助同组同学进行软件的编制、调试，并解决出现的问题；对硬件电路进行调试，并共同解决出现的问题；进行软硬件综合调试，解决此过程中可能出现的问题。第五阶段（2011.02.252011.