流水線型模數(shù)轉(zhuǎn)換器誤差校正方法的研究.pdf

1、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）作為聯(lián)系數(shù)字信號和模擬信號的紐帶，在數(shù)字圖像處理等場合中起著至關重要的作用，流水線型ADC在速度、精度、功耗上有較大折中性，其是應用最廣泛的ADC之一。目前，電容失配誤差、運算放大器有限增益誤差等非理想因素是影響流水線型ADC的性能的關鍵因素，所以研究校正其誤差的電路，對提高其精度十分重要。
　　本文提出了一種可以校正流水線型ADC誤差的數(shù)字校正方法，用于校正其電容失配誤差和運算放大器的有限增益誤差，以提高流水

2、線型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的精度，進而達到改善其性能的目的。現(xiàn)有的數(shù)字校正方法，通常存在電路結(jié)構(gòu)復雜、校正過程復雜等問題，本文提出的數(shù)字校正方法分為兩個步驟，首先在校正系數(shù)產(chǎn)生階段通過迭代的方法產(chǎn)生精確的校正系數(shù)，然后在ADC正常工作階段把校正系數(shù)帶入電路中，校正其輸出的數(shù)字碼，實現(xiàn)校正。本文的校正方法原理簡單，電路結(jié)構(gòu)簡單，且校正的精度比較高。為了實現(xiàn)上述校正方法，本文建立了一個12bit40MSPS的流水線型ADC的行為級模型，在前兩個子級中引

3、入電容失配誤差和有限增益誤差，第一級電容失配誤差α1為-0.1，第二級電容失配誤差α2為-0.05，第一級運算放大器增益為80dB，第二級運算放大器增益為80dB，設其它級都是無誤差的理想狀態(tài)，加入數(shù)字校正模塊，對ADC進行仿真驗證，通過對其校正前后參數(shù)的對比，檢驗數(shù)字校正方法的可行性以及校正效果。為了分析不同電容失配誤差對電路的影響，還分別引入這個誤差的不同值，分別在校正前后對其進行仿真，對比它們的校正效果。結(jié)果表明，在進行數(shù)字校正后

4、，本文實現(xiàn)的ADC的7.6127位上升到11.4666位，無雜散動態(tài)范圍由49.3736dB上升到77.2563dB，總諧波失真THD由—48.6078dB下降到-76.4697dB，其ADC的性能有了很大的提高。且通過對不同的電容失配誤差的仿真結(jié)果的分析，我們可以得出，誤差越大，校正前后SNDR提升的量越高，且不論電容失配誤差有多大，數(shù)字校正方法總能把其有效位數(shù)提升至11位以上，所以此校正方法可以適用的電容失配誤差的范圍非常大，可以對