基于過(guò)零檢測(cè)技術(shù)的Pipelined ADC研究.pdf

1、數(shù)字化是當(dāng)今頻繁提及的話題，工藝的進(jìn)步促使數(shù)字系統(tǒng)的集成度越來(lái)越高，數(shù)據(jù)處理速度越來(lái)越快。巨大的性能優(yōu)勢(shì)使得許多模擬信號(hào)處理工作被數(shù)字技術(shù)所取代。然而自然界產(chǎn)生的信號(hào)，如聲音、光、溫度、壓力等，皆是模擬的方式變化的。作為模擬域與數(shù)字域的接口，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的地位仍舊不可取代，但系統(tǒng)對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的速度要求大幅提高，同時(shí)便攜式設(shè)備與智能設(shè)備的普及使得業(yè)界越發(fā)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的低功耗設(shè)計(jì)。在此背景下，國(guó)內(nèi)外高校和公司提出了許多高速低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)。其

2、中基于過(guò)零檢測(cè)技術(shù)的流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器不僅在系統(tǒng)架構(gòu)上保留了流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器高速高精度的優(yōu)點(diǎn)，而且在單級(jí)電路中采用低功耗的過(guò)零檢測(cè)器和受控電流源替換高功耗的運(yùn)算放大器，大大降低了系統(tǒng)功耗。并且由于不存在反饋環(huán)路，解決了系統(tǒng)穩(wěn)定性的問(wèn)題，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，也減輕了工藝變化對(duì)系統(tǒng)的影響。
　　本文在55 nm CMOS工藝下，完成了一款電源電壓2.5 V，分辨率10位，采樣速率50 MSPS的基于過(guò)零檢測(cè)技術(shù)的流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)。

3、　　整個(gè)系統(tǒng)共包含10級(jí)，其中1級(jí)采樣保持模塊，8級(jí)1.5位的子模數(shù)轉(zhuǎn)換器和1級(jí)2位的并行模數(shù)轉(zhuǎn)換器。為了提高動(dòng)態(tài)范圍和線性度，系統(tǒng)采用全差分結(jié)構(gòu)。過(guò)零檢測(cè)功能主要依靠一個(gè)五管運(yùn)算放大器完成，并在過(guò)零檢測(cè)器中加入延遲調(diào)節(jié)單元用以修正工藝、溫度等因素造成的延遲變化。采用改進(jìn)的共源共柵電流鏡，降低了電流鏡關(guān)斷時(shí)對(duì)輸出端的電荷注入。使用改進(jìn)的過(guò)零檢測(cè)器作為并行模數(shù)轉(zhuǎn)換器的比較單元，在采樣相即可完成對(duì)輸入信號(hào)的量化與編碼，增大了MDAC在保持相