16位無(wú)采保Pipelined ADC首級(jí)MDAC設(shè)計(jì).pdf

1、隨著人們對(duì)混合信號(hào)系統(tǒng)性能的需求進(jìn)一步加大，作為混合信號(hào)系統(tǒng)中關(guān)鍵的一部分，高精度、高速度、基于標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝的數(shù)模轉(zhuǎn)換器（ADC）也在各界科技工作者的不斷鉆研下飛速發(fā)展。其中，Pipelined ADC（流水線(xiàn)ADC）以其特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在高速高精度的應(yīng)用中受到了越來(lái)越多的青睞。在這一基礎(chǔ)上，如何在保證ADC性能的前提下，獲得更低的功耗、更低的電源電壓以及更小的面積，成為流水線(xiàn)ADC設(shè)計(jì)的核心。當(dāng)前主流流水線(xiàn)ADC系統(tǒng)中，采樣保持電

2、路（采保電路，S/H Circuit）占用了太多的功耗資源，對(duì)于低功耗設(shè)計(jì)應(yīng)用，這一特征限制了系統(tǒng)的性能。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，本文首先研究了流水線(xiàn)ADC的架構(gòu)以及性能指標(biāo)參數(shù)，以此確定了采用無(wú)采保電路流水線(xiàn) ADC結(jié)構(gòu)，并且對(duì)無(wú)采保結(jié)構(gòu)以及對(duì)應(yīng)的 MDAC架構(gòu)進(jìn)行了深入分析和詳盡討論。
　　其次，通過(guò)對(duì)MDAC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及工作原理進(jìn)行分析，建立了對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)參考模型，并且針對(duì)無(wú)采保MDAC結(jié)構(gòu)在不增加采樣電路功耗的同時(shí)，卻具

3、有更大的采樣誤差這一特點(diǎn)，本文提出了一種適用于16bit流水線(xiàn)ADC的新型MDAC架構(gòu)，該架構(gòu)通過(guò)在保持原有精度不變的同時(shí)，減小首級(jí)MDAC增益，提高了整體ADC的校正范圍，解決了無(wú)采保流水線(xiàn)ADC采樣誤差較大的問(wèn)題。同時(shí)，通過(guò)相應(yīng)增加第二級(jí) MDAC增益，補(bǔ)償了首級(jí) MDAC增益變化對(duì)信號(hào)擺幅造成的影響。
　　再次，基于所提出的ADC架構(gòu)，本文完成了首級(jí)MDAC電路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)于殘差放大器，采用增益自舉電路結(jié)構(gòu)，使主運(yùn)放單位增