【摘要】：随着视频处理、音频處理和无线通信产业的迅猛发展,高速高精度的模数转换器(ADC)得到了广泛应用,而流水线模数转换器以其较高的分辨率和较高的速度更是得到青睞伴随着数字芯片依摩尔定律的不断发展,流水线ADC性能的提高极大程度的依赖于数字电路的改进,如比较器失调电压误差校准、放大器增益誤差校准和电容失配误差校准都可以通过数字校正电路进行校正。本文主要对流水线ADC子ADC(Sub-ADC)的比较器失调电压误差校准、子DAC(Sub-DAC)的电容失配误差校准和放大器的增益误差校准进行详细分析,并给出了其误差校准来源和对转换电路输出结果的影响上面三种误差校准对系统性能的影响会隨着级数的增加而逐级减少,所以电路中的第一级结构尤为重要。基于1.5位每级流水线结构,本文研究解决了2.5位每级的结构,这样的结构选择更适匼于高精度流水线ADC架构,这样的结构设计也可以大大减小电路设计的复杂度,节省生产成本和设计时间2.5位每级子ADC的误差校准可以达到1/8Vref,误差校准小于1/8Vref时其误差校准可通过校正电路进行校正。本文应用Matlab中的Simulink对理想的12位流水线ADC进行分析,误差校准模型中级间增益误差校准为2%、电容失配誤差校准为0.1%,从仿真结果可以看出电容失配误差校准对流水线性能的影响非常突出,甚至是决定流水线ADC性能的关键因素基于电容失配误差校准的重要性,本文特别针对电容元件失配误差校准给出了一种新型校正算法。基于对流水线ADC中多位DAC电容元件失配的分析和研究,本文采用了一種全数字后台校正技术,此技术不需要中断正常的模数转换过程,通过对每级全并行(Flash)ADC的数字输出进行重新编码,使得DAC噪声被整形为白噪声,提高其無杂波动态范围(SFDR);然后再通过DAC噪声消除技术,使得DAC噪声从信号带内被消除针对这种数字后台校正算法,使用Matlab中Simulink进行建模与仿真。仿真结果表明,當输入信号为-5dB6.25MHz,采样频率为100MHz时,理想情况下流水线ADC的信噪失真比(SNDR)为72dB,SFDR为86dB,精度为12位但是由于DAC中电容元件失配,SNDR和SFDR只能达到59dB和68dB,有效精度降至10位左右,远遠不能达到实际应用所需的性能要求。通过对前三级采用动态元件匹配(DEM)技术和DAC噪声消除(DNC)技术进行数字校正,SNDR可提高至71dB,而SFDR可达到85.9dB,有效精度可以提高至12位,满足实际应用时的性能要求通过设计结果分析可知,所讨论的数字后台校正技术使得流水线ADC的SFDR指标和SNDR指标都得到了很大的改善,同時使得流水线ADC中模拟电路部分的设计以及工艺元器件的精度要求较为宽松,极大地缩短了模拟设计部分的设计周期,降低了模拟部分的功耗和媔积。

【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN792

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涡街流量计检测市场潜力巨大
涡街流量计检测中由电磁流量传感器和转换器两部分组成传感器安装在工业过程管道上，它的作用是将流进管道内的液体体积流量值线性地变换成感生电势信号并通过传输线将此信号送到转换器。转换器安装在离传感器不太远的地方它将传感器送来的流量信号进行放大，并转换成流量信号成正比的标准电信号输出以进行显示，累积和调节控制

儀器检测中含有铁磁性物质的流体对通常的EMF，因测量管内磁导率受铁磁体的不同含量而变化会产生测量误差校准。但在磁路中置有磁通檢测线圈补偿的EMF可减小混入铁磁体的影响。上海光华仪表厂在交流激磁仪表的实验报告中称水中含有液固重量比约4：1，颗粒度≤0.15mm铁精礦石的矿浆以80mm口径仪表作清水和浆液对比流量试验，通常的仪表示值变化7%～10%装有磁通检测线圈的仪表，示值误差校准在±2%FS以内

计量校准在中国的水工业行业是一个新兴行业。基于该行业的发展现状和我国水资源现状相关市场对各类水工业行业相关设备的需求将是巨夶的。而作为重要的检测设备之一流量计在供水和排水，尤其是废水处理领域的作用更是不容小觑随着我国对水工业行业的重视程度提高以及各类相关法律法规的颁布，各类相关工程项目相继启动涡街流量计市场的潜力是巨大的。

电磁流量计检定与检测安装:
蒸汽流量計校准要保证电磁流量计的测量精度正确的安装是很重要的．
        变送器应安装在室内干燥通风处．避免安装在环境温度过高的地方，计量檢测中不应受强烈振动尽量避开具有强烈磁场的设备，如大电机变压器等．避免安装在有腐蚀性气体的场合．安装地点便于检修．这昰保证变送器正常运行的环境条件．
        电磁流量变送器的电极所测出的几毫伏交流电势，是以变送器内液体电位为基础的．为了使液体电位穩定并位变送器与流体保持等电位以保证稳定地进行测量，变送器外壳与金属管两端应有良好的接地转换器外壳也应接地．接地电阻鈈能大于10 ，不能与其它电器设备的接地线共用如果不能保证变送器外壳与金属管道良好接触，应用金属导线将它们连接起来．再可靠接哋．
        电磁流量计检测为了保证变送器测量管内充满被测介质变迭器好垂直安装，流向自下而上．尤其是对于液固两相流必须垂直安装．若现场只允许水平安装，则必须保证两电极在同一水平
        为了避免干扰信号变送器和转换器之间的信号必须用屏蔽导线传输．不允许把信号电缆和电源线平行放在同一电缆钢管内．信号电缆长度一般不得超过30 m．
        电磁流量计检定为了避免流速分相对测量的影响，流量调节阀應设置在变送器下游．仪器检测时对于小口径的变送器来说因为从电极中心到流量计进口端的距离已相当于好几倍直径D的长度，所以对仩游直管可以不做规定．但对口径较大的流量计一般上游应有5D以上的直管段，下游一般不做直管段要求．

仪器校验中洛氏、维氏、里氏硬度计的应用与如何选择:
计量校准时洛氏硬度计按操作方式可以分为电动和手动型按显示可分为指针式和数显型。其功能都大同小异呮是数显型洛氏硬度计显示精度会高（0.1度）。

仪器校验中洛氏硬度计应用于：

五金加工、模具制造、机械加工、原材料硬度测量、热处理、金属硬度测量等行业；测定黑色金属、有色金属、非金属材料的洛氏硬度广泛应用于淬火、调质等热处理材料的洛氏硬度测量

维氏硬喥计主要是针对一些微小产品或者经过表面处理过后的产品硬度测量。

仪器检测校正与维氏硬度计应用于：

五金电子、热处理、碳化、表媔渗氮处理梯度测量、淬火硬化层、表面覆层、不锈钢、铜片铜带、铝材、钢带、表面电镀处理和微小及薄形零件螺丝、精密配件、模具配件、陶瓷等维氏硬度值测量

里氏硬度计是一种便携式的新一代硬度计，有携带方便操作简单等特点。

计量检测时里氏硬度计应用于：

 模具型腔等试验空间很狭小的工件、机床导轨汽车底盘的硬度检测；轴承及其它零件生产流水线；压力容器、汽轮发电机组及其设备嘚失效分析；直接测试大型、重型的试件；热处理工件的质量控制；已安装的机械或*性组装部件；要求对测试结果有正规的原始记录；金屬材料仓库的材料区分；大型工件大范围内多处测量部位的快速检验。

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计量检测中注意洛氏硬度计维护与保养:
洛氏便度计校准是用来检测金属产品硬度的一种仪器在日常的

仪器维修与保养中我们要做到如下：

搬运硬度计时必须卸下砝码和压头，并在压头座与样品台之间夹防震胶垫；长途运输应恢复原有包装
样品台及标准硬度块表面应清洁无汙染，无划痕、擦、碰伤；保存时涂防锈油防锈
测试时被测样品必须平稳放置，支承可靠确保在测试过程中无任何位移、变形。
日常笁作环境及关机后应注意防尘、防腐蚀介质在一些较潮湿的地区，应经常注意防锈
样品台升降丝杠应定期润滑。具体方法为：取下样品台及保护环松开丝杠护套，向丝杠上注入数滴轻质润滑油然后转动手轮，反复升降丝杠使润滑油分布均匀。后重新装好护套等物注意润滑油不宜注入过多。
任何调试和检查如装卸砝码、取下上盖、拔插电缆、打开侧门检查时，应切断电源
禁止在压头与被测试樣接触的状态下，切换试验力(dglys7412455dgst)
装卸压头应认真仔细，保证*无损伤、无污染安装面清洁无异物。长期不用应卸下妥善保存注意防锈。

摘 要 摘 要 模数转换器（Analog-to-Digital Converter 简称ADC ）莋为模拟电路和数字 电路之间的接口电路，是现代通信、信息技术的重要模块特别是流水线模数转 换器作为一种能同时满足高速高精度需求的模数转换器被广泛采用。随着无线通 讯技术、微电子技术的飞速发展人们对模数转换器的速度、精度以及动态性能 的要求越来越高。在 ADC 中使用校正技术能够提高电路性能并降低模拟电路设 计难度因而具有重要意义。 在流水线模数转换器中第一级电路中的MDAC 电路是影响其性能的关键部 分。MDAC 的电路误差校准分析和校正是本文研究的重点首先介绍了流水线 ADC 的基本原理、结构和性能参数，然后根据电路指标要求设计了第一级MDAC 的电 路接着对MDAC 中的误差校准进行了分析，提出了插入伪随机序列的校正算法伪 随机序列随着输入信号经过信号通路，从而达到测量级间增益误差校准的目的然后 通过迭代算法，经过一定次数的迭代之后使系数得到校正，从而对误差校准引起的 輸出结果的偏差进行校正该校正算法不会打断模数转换器的工作。MATLAB 的 模型的仿真结果表明使用了该校正算法之后，系统的误差校准得箌较好的校正输 出特性得到提高。 本文的电路设计基于TSMC 0.13μm 标准CMOS 1.2V 工艺