14bit 250MSPS流水線ADC關(guān)鍵電路設(shè)計研究.pdf

1、隨著近年來數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展,信號處理系統(tǒng)中對于高速高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的要求越來越高。流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器由于其在速度、精度和功耗方面較好的折衷,因而在現(xiàn)代無線通信系統(tǒng),有源相控陣?yán)走_(dá)等高端電子信息系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。
　　增益數(shù)模單元(MDAC)、子模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(子ADC)、基準(zhǔn)電壓源等電路模塊是流水線ADC中的關(guān)鍵電路,它們的速度和精度嚴(yán)重影響整個ADC的轉(zhuǎn)換性能。本文針對高速高精度流水線ADC的這些關(guān)鍵電路模塊進行了研究和設(shè)

2、計?；赟MIC0.18μm1.8V CMOS工藝設(shè)計實現(xiàn)了適用于14bit250MSPS流水線ADC的3.5位流水級的MDAC電路、高速動態(tài)比較器(子ADC電路)和帶隙基準(zhǔn)電路。
　　本文首先對流水線 ADC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行了分析,確定采用SHA-less結(jié)構(gòu),第一級MDAC為3.5位量化精度。根據(jù)系統(tǒng)指標(biāo)分析設(shè)計了帶增益自舉和共模負(fù)反饋的兩級全差分運算放大器,柵壓自舉開關(guān)、高速全差分動態(tài)比較器和帶隙基準(zhǔn)源電路等。并使用了相應(yīng)的前

3、臺數(shù)字校準(zhǔn)技術(shù),以提升流水線ADC的轉(zhuǎn)換性能。
　　仿真結(jié)果表明,所設(shè)計的運算放大器直流增益為92.57dB,閉環(huán)-3dB(13.06dB處)相位裕度為62°。高速動態(tài)比較器失調(diào)電壓約為375μV。對第一級MDAC輸入100MHz的測試正弦信號,可得其輸出信號的信噪比SNR為81.5dB,無雜散動態(tài)范圍SFDR為98dB,信噪失真比SNDR為81dB,有效位數(shù)ENOB為13.27bit。帶隙基準(zhǔn)電壓溫漂約為10.347ppm/℃,