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[硕士论文] 胡贝贝
行政管理 华中科技大学 2019(学位年度)
[硕士论文] 胡贝贝
微电子学与固体电子学 华中科技大学 2016(学位年度)
摘要:当前汽车市场一片欣欣向荣,智能汽车更是科技热点,而智能化则主要靠汽车电子设备来实现。大众对汽车的安全性和舒适性越来越重视,从而催生了对汽车发动机电子控制系统的极大需求,并且对产品的低功耗、高精度有很高要求。汽车发动机电子控制系统电路核心是模数转换器。针对该背景,本文重点研究并设计了适用于汽车发动机传感器接口的高精度轨到轨的R2R型DAC。
  本论文深入研究了DAC的理论基础,常用的DAC有current-steering型、String电阻型、电荷再分布型及R-2R倒梯形电阻网络型等几种类型。针对汽车电子用的DAC需求,本文对各种结构的DAC特性进行了分析总结。R2R型的DAC具有结构简单,功耗低,面积小,分辨率高的优点,而根据汽车发动机传感器接口应用需求,DAC分辨率为10bit,建立时间小于10μs,所以本文采用R2R型DAC就可以满足要求。
  本文采用不交叠时钟电路解决了传统电路大电流毛刺问题;采用开关阵列匹配技术减小了INL和DNL;优化了rail-to-rail输出放大器;减小了INL、DNL和失调误差以及建立时间;通过LDO提供稳定的参考电压。而且,本文采用多种工作模式及不同的工作频率实现低功耗设计。
  采用AMS0.35μm5V1P5M工艺实现了R2R型DAC的设计。仿真结果表明,DAC的INL为±0.32LSB,DNL为±0.45LSB,具有很高的精度,输出范围为4.6mV-4.992V,建立时间为1.21μs。版图面积为400μm×360μm,符合spec需求,满足汽车发动机传感器接口应用的高精度轨到轨的DAC需求。
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