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采样电容对实验数据影响的实验报告
实验目的:
在采样保持电路中，采样电容的取值对SHA电路的性能有直接的影响。
因此，如何选取合适的采样、反馈电容选取，以减小KVC噪声，同时达到较高的 速度和较低的功耗，是本项目研究的主要内容之一。
采样电容对实验数据影响的实验报告
实验目的:
在采样保持电路中，采样电容的取值对SHA电路的性能有直接的影响。
因此，如何选取合适的采样、反馈电容选取，以减小KVC噪声，同时达到较高的 速度和较低的功耗，是本项目研究的主要内容之一。
实验软件：
MATLAB软件
实验原理：
采样电容越小，热噪声就大，因为热噪声主要由电路中的开关导通电阻产生，则电 路的信噪比(SNR)就降低。如果采样电容较大，会使电路的功耗增大，速度变慢，而此 时信噪比主要受量化噪声的限制，没有明显改善。
实验建模方案设计、分析:
对于流水线模数转换器各级子电路电容的取值，主要是从系统热噪声和功耗的角度来考 虑的。每一级开关电路的热噪声主要来自于采样开关的KT/C噪声，此外运放的热噪声 也是重要的噪声源，主要利用公式()和()来估计采样保持电路和后儿级MDAC电路 中采样电容的取值。一般通过总体热噪声来衡量整个流水线模数转换器的噪声，总体热 噪声是将流水线各级子模块中的噪声折算到流水线输入端所得到的值。
〃 2 2KT 2KT
V = =
小 4 c C,
()
|/2 2KT(C,+CZ) 2KT(q+q) 2KT
g 苹+C"「(C,+。)
C/ ()
电路输入端等效噪声：
2 W枷
Y = =
(1. 3)
m 4咒 C
一般通过总体热噪声来衡量整个流水线模数转换器的噪声，总体热噪声是将流水线各级 子模块中的噪声折算到流水线输入端所得到的值。
()
其中每一级的噪声由该级的开关热噪声和运放噪声组成，不考虑寄生电容的存在，采样 保持电路f=l, MDAc电路f=l/2,由公式(), ()和()可以得到：
2KT
(C 商me
+ C/..wxci
JKT沛
T
q
2KT
KTYp + —— ■ (CwDQ + Cj 奶5 ) 2C<
(1. 6)
2KT fKTyp 2KT KTy/3
+ ■— — = — + ■•一
(1. 5)
E C J C
v ［二 2KT 的加二 2KT /伽
(Cgn+C/scJ C< (QmMz+C/蜘J 2Cc (L7)
由于级间增益的存在，后儿级MDAC的噪声受到级间增益的衰减，对噪声的贡献将远小 于前儿级，因此在估计总体噪声时只计算了采样保持电路和前两级MDAC电路的噪声, 可以得出：
/ V 1 V
. n .MDAC 2
1/ 2 _ hz 2 . r r 2
J « A 2 T YA^
,2KT 8K7\ 、2K2 8KT、 \ ,2KT 8KT、
2C
2C
=J( + ) + ( + ) + 一( + )
V C C C 2C 4 C —
(1. 8)
为了得到比较直观的估算公式，公式()作了一些近似，首先对于短沟道期间来说，'
6=1 +&2. + 邑也
近似取2,运放热噪声系数 gs