AD转换器开题报告

最终成果描述：
1、仿真实现 A/D 转换器； 2、 《快速 A/D 转换器原理硬件设计》毕业设计报告。
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指导教师意见（对本项目的研究意义、研究方案、取得预期成果的可能性 等签署具体意见） ：
指导教师（签字） ： 年 月 日
学院指导委员会意见：
负责人（盖章） ： 年 月 日
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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） ：
一、 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，ADC 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： (1) 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； (2) 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； (3) 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 国内外研究概况和 由于电子设计技术和生产工艺等多方面的发展和进步， 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
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 项 目 主 要 内 容 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）
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。
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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）
语言作为编程工具，采取软件和硬件相结合 设计方法 相结合的 方法， 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（ 第五步骤参照同组刘康同学的软件设计 ： 骤参照同组刘康同学的软件设计） 如下（注：第五步骤参照同组刘康同学的软件设计） 一、进行市场调研，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： 整个设计的总体安排： 第一阶段（2010.10.25～2010.11.25） 进行市场调查， ：进行市场调查 第一阶段（2010.10.25～2010.11.25） 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（2010.11.26～2010.12.25） 明确设计思想， ：明确设计思想 第二阶段（2010.11.26～2010.12.25） 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（2010.12.26～2011.01.25） 修正、 ：修正 第三阶段（2010.12.26～2011.01.25） 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（2011.01.26～2011.02.25 ：协助搭档编制软件， 02.25） ：协助搭档编制软件 第四阶段（2011.01.26～2011.02.25） 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（2011.02.25～2011.04.01） 进行可靠性验证， ：进行可靠性验证 第五阶段（2011.02.25～2011.04.01） 进行可靠性验证，结合设计过程撰写毕业设计 ： 报告 对本设计进行可靠性验证；撰写设计报告。
快速 A/D 转换器原理研究与设计 2010 年 10 月 25 日 ～ 设 计
性别 性别 性别 班 级
2011 年 04 月 01 日
申 请 者 指导教师
姓 名 姓 名 姓 名
女 男
在 本
班 级 职 称 项 目 中 的
副教授
分 工
课 题 女 组 成 员 男 快速 A/D 转换器的软件设计 快速 A/D 转换器的电路设计
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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 µm 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 µm 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 µm 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 ADC，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 0.25µm 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。
毕业设计ห้องสมุดไป่ตู้
开题报告
申请课题 子 课 题 学 班 号 级 快速 A/D 转换器原理研究与设计 快速 A/D 转换器电路设计 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
名 称 研 究 课 题 起 年 成 形 止 月 果 式