流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器中關鍵電路與技術的研究和設計.pdf

1、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（Analog-to-Digital Converter, ADC）是連接模擬世界與數(shù)字世界的橋梁。在眾多的ADC結構中，流水線ADC具有高速度、高精度的特點，因此應用于多個領域。隨著軟件無線電的發(fā)展以及半導體工藝的不斷升級，工業(yè)界對流水線ADC提出了新的要求，因此成為研究的熱點。
　　 流水線ADC包含兩部分，模擬電路與數(shù)字電路。模擬部分主要包括采樣保持電路以及后面的流水線轉(zhuǎn)換級，主要為倍乘DAC(Multiplyi

2、ng-DAC，MDAC)模塊。其中，運放是重要組成部分，運放的非理想特性會嚴重影響流水線ADC的性能。同樣地，數(shù)字校正電路成為流水線ADC中不可缺少的一部分，并發(fā)展出多種算法，例如注入抖動的后臺校正算法、自適應校正等。
　　 本文采用TSMC0.18μmCMOS混合信號工藝，設計了一款全差分、高增益、寬帶寬運算放大器，適應用于14位，100MSPS流水線ADC中的采樣保持電路。仿真指標表明，運放的增益為115dB，帶寬為1GHz

3、以上。最終的測試結果顯示，閉環(huán)帶寬為847.5MHz，輸入失調(diào)電壓小于20mV，滿足采樣保持電路的性能要求。該運放的成功設計，對流水線轉(zhuǎn)換級電路中的運放的設計亦具有指導意義。
　　 針對數(shù)字校正算法，本文研究了一種與輸入信號相關的注入抖動的后臺校正算法，并對算法進行了前端的數(shù)字設計，同時在Simulink中搭建了包含校正部分的流水線ADC的仿真模型，仿真結果顯示，帶有數(shù)字校正的流水線ADC，關鍵性指標SNDR可以提升6dB，SF