學位論文

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    應用於音頻之二階三角積分調變器的設計與實現
    (2022) 婁德; Lou, Te
    在半導體產業的蓬勃發展下，CMOS製程技術不斷地進步，使得積體電路的尺寸越來越小且能在更低的供應電壓下操作，不論是晶片的面積或功率消耗都能得到大幅地下降。因此，市場上對於體積輕薄且高效能的電子產品的需求變得越來越高。在眾多的電子產品中，類比數位轉換器(Analog-to-Digital Converter, ADC)都扮演著即其重要的角色，又尤其三角積分調變器(Delta-Sigma Modulator, DSM)為相當熱門的研究對象。因為其獨特的超取樣技術以及雜訊移頻的特性，能有效地降低類比元件非理想效應對電路效能的影響，並且能將信號頻帶內的雜訊大量地移至高頻。三角積分調變器大多應用於高解析度且窄頻的音頻設備中。本論文提出一個使用反相器基底積分器和相關電位移技術的二階雜訊移頻SAR ADC，結合 DSM 優秀的雜訊移頻特性和雜訊移頻逐次逼近式類比數位轉換器低功耗的優點，並藉由新提出的在輸出端採用相關電位移技術的反相器基底積分器去改善以往運算放大器高功耗的缺點。此架構能在電路複雜度相當低的條件下，實現低功耗且高解析度的類比數位轉換器。本研究使用 UMC 180nm 1P6MCMOS 製程實現，供應電壓為 1.2V，取樣頻率為 3.072 MHz，頻寬為音頻應用的20 kHz，量測所能達到的 SNDR 為 80.7 dB，總功率消耗為 103 μW，效能指標FoMS為 163.5 dB。
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    具有時序交錯且取樣率為200MS/s之無時脈10位元逐次逼近暫存式類比數位轉換器
    (2019) 羅子鈞; Luo, Zih-Jyun
    在近年來，因半導體技術的快速發展、科技產品的推陳出新，行動通訊裝置日益普及。隨著行動通訊裝置的需求越來越高，高效能且低功耗的通訊裝置成為電路設計的主流。除了價錢和實用性外，對於便利性和品質更是講究。因此，在眾多的類比數位轉換器架構中，逐次逼近式類比數位轉換器(Successive Approximation Register ADC, SAR ADC)最符合本研究所需要的條件。其架構簡單，只需要一個比較器即可完成類比數位轉換，是目前最省電的架構。此外，由於製程技術逐年提升，在高速類比數位轉換器中，SAR ADC也開始嶄露頭角。 本論文提出一個無需時脈產生器的逐次逼近式類比數位轉換器，其ADC只需觸發一有效信號即可使內部自行產生所需之時脈信號。此架構運用了時序交錯的技術，除了取樣率等效於兩倍外，兩個SAR ADC僅需透過一控制電路即可使取樣和比較階段進行交替。本研究是採用TSMC 90nm 1P9M CMOS製程，在供應電源為1.2V和等校取樣率為200MHz的模擬下，所得到的信號雜訊比為58.94dB，INL和DNL分別為0.734/-0.552及0.735/-0.404，總消耗功率為4.9mW，品質因數為33.7-fJ/conversion-step。