作为现代信息化社会的基础，集成电路在半个多世纪里得到迅猛发展。模/数转换器（Analog-to-Digital Converter，ADC）构建了自然界模拟信号与可处理数字信号之间的桥梁，被誉为模拟电路皇冠上的明珠。ADC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。随着移动物联网、5G、生物电子医疗、自动驾驶等新兴技术的出现，信号处理在各领域所处的地位愈加重要，同时对ADC性能也提出了更高的要求。本书采取理论与设计实例结合的方式，分章节介绍了ADC的基础知识，以及流水线型ADC、逐次逼近型ADC、Sigma-Delta ADC、两步式单斜率ADC的结构。本书通过设计实例说明，可使读者深刻了解ADC理论和基本设计方法。
陈黎明，北京邮电大学教授、博士生导师。长期专注于低功耗微处理器与超大规模集成电路设计，主持及参与10多项国家级、科学院及企业合作项目，完成多项关键技术攻关和成果转化，主持研制国内首颗单芯片全集成的低功耗语音SoC，填补国内语音核心芯片空白。累计发表学术论文40余篇，申请专利7项，主编论著教材多部。
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
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 ADC基础
2.1 性能参数
2.1.1 直流参数
2.1.2 动态特性
2.1.3 数字接口
2.1.4 功耗指标
2.1.5 时钟抖动
2.2 ADC的结构
2.2.1 流水线型ADC
2.2.2 逐次逼近型ADC
2.2.3 Sigma-Delta ADC
第3章 流水线型ADC
3.1 流水线型ADC的工作原理
3.1.1 采样保持电路
3.1.2 MDAC
3.1.3 比较器电路
3.1.4 冗余校正
3.2 流水线型ADC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ADC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ADC测试结果分析
3.4 参考文献
第4章 逐次逼近型ADC
4.1 采样保持电路
4.2 电容式DAC
4.2.1 电容式DAC的基本结构
4.2.2 修调方案
4.2.3 电容式DAC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
4.6 10位10MHz逐次逼近型ADC的设计与仿真
4.6.1 时序控制电路仿真
4.6.2 10位DAC仿真
4.6.3 比较器仿真
4.6.4 逐次逼近寄存器仿真
4.6.5 10位10MHz逐次逼近型ADC整体仿真
4.6.6 10位10MHz逐次逼近型ADC版图设计
4.7参考文献
第5章 Sigma-Delta ADC
5.1 Sigma-Delta ADC的工作原理
5.1.1 过采样ADC
5.1.2 Sigma-Delta调制器噪声整形
5.1.3 Sigma-Delta ADC中的数字抽取滤波器
5.1.4 Sigma-Delta调制器参数与性能指标
5.2 Sigma-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Sigma-Delta调制器的结构
5.2.3 级联低阶Sigma-Delta调制器的结构
5.2.4 多位量化Sigma-Delta调制器的结构
5.3 Sigma-Delta调制器非线性分析
5.3.1 Sigma-Delta调制器的积分器泄漏
5.3.2 Sigma-Delta调制器的电容失配
5.3.3 Sigma-Delta调制器的时钟采样误差
5.3.4 与运算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
7.2 Sigma-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
7.3 Sigma-Delta调制器电路
7.4 电路模块的设计
7.4.1 低功耗运算放大器的设计
7.4.2 量化器的设计
7.4.3 DWA模块的设计
7.5 芯片设计与测试结果
7.6 参考文献
第8章 低功耗Sigma-Delta调制器
8.1 低功耗Sigma-Delta调制器的设计
8.1.1 前馈结构Sigma-Delta调制器的设计
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 两步式单斜率ADC
9.1 采样保持电路
9.1.1 采样保持电路的设计
9.1.2 采样电容的选取
9.1.3 栅压自举开关的设计
9.1.4 运算放大器的设计
9.2 粗、细斜坡发生器
9.2.1 电阻阵列的设计
9.2.2 钳位运算放大器的设计
9.2.3 输出缓冲运算放大器的设计
9.2.4 细斜坡发生器的优化
9.3 比较器
9.3.1 比较器的结构
9.3.2 预放大器的设计
9.3.3 动态锁存器的设计
9.3.4 输出缓冲器的设计
9.4 两步式单斜率ADC结构优化
9.4.1 改进型两步式单斜率ADC
9.4.2 误差分析与校准
9.5 12位100kHz两步式单斜率ADC设计与仿真
9.5.1 采样保持电路仿真
9.5.2 粗斜坡发生器电路仿真
9.5.3 细斜坡发生器电路仿真
9.5.4 比较器电路仿真
9.5.5 两步式单斜率ADC整体仿真
9.5.6 12位100kHz两步式单斜率ADC版图设计
9.6 参考文献
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