12位100MSPS流水線ADC中采樣保持電路的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、采樣保持(S/H)電路應(yīng)用于模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的前端,其輸出信號(hào)的建立精度和建立速度直接影響到整個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的分辨率和轉(zhuǎn)換速率,因此采樣保持電路的設(shè)計(jì)也是流水線型模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。本文基于TSMC0.18μm,1.8V電源電壓CMOS工藝,研究并設(shè)計(jì)一個(gè)適用于差分輸入信號(hào)范圍為2V,分辨率為12bit,轉(zhuǎn)換速率為100MHz流水線型模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的采樣保持電路。
　　 文中首先介紹了采樣保持電路的基本理論,并對(duì)常見的

2、采樣保持電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和比較。其次對(duì)采樣保持電路在采樣和保持模式下的各種非理想效應(yīng)進(jìn)行全面深入的分析,相應(yīng)的提出了各種解決辦法,同時(shí)對(duì)比分析了各種放大器的性能。然后在理論分析的基礎(chǔ)上結(jié)合具體系統(tǒng)的要求進(jìn)行采樣保持電路設(shè)計(jì),包括采樣保持電路總體電路的設(shè)計(jì)和各模塊電路設(shè)計(jì):開關(guān)電容的選取、運(yùn)算放大器、偏置電路和共模負(fù)反饋電路、柵壓自舉開關(guān),其中重點(diǎn)設(shè)計(jì)了帶增益提升技術(shù)的運(yùn)算放大器,電路設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行了相關(guān)的版圖設(shè)計(jì)。
　　 利用

3、Spectre對(duì)相關(guān)電路進(jìn)行了仿真,仿真的結(jié)果表明,在采樣保持電路的輸入端分別施加差分電壓0.5V和-0.5V,時(shí)鐘頻率為100MHz,進(jìn)入保持相時(shí)輸出信號(hào)最終值在(999.97mV,1.00003V)之間,與理想電壓值的誤差為0.03mY,達(dá)到了12位的精度要求。對(duì)輸入共模電壓為1V,單端信號(hào)幅度為0.5V,頻率為48.83MHz的正弦波輸入信號(hào)進(jìn)行非相干采樣,采樣保持電路時(shí)鐘采樣頻率為100MHz,得到采樣保持電路的無雜散動(dòng)態(tài)范圍(