紅外讀出電路用12位ADC的設計與實現(xiàn).pdf

1、圖像處理、通信和音視頻處理等技術的廣泛應用，推動了模數(shù)轉換器(ADC)向低功耗、高速和高分辨率的方向發(fā)展。與其他結構相比，流水線結構的ADC能夠在中高分辨率時很好地折中功耗和速度。針對紅外探測器讀出電路的應用背景，本文立足于低功耗，設計和優(yōu)化了一款應用于紅外讀出電路的12位25MSps流水線ADC。 本文基于流水線ADC工作原理和誤差機制，精確選取每一級的電路參數(shù)，在滿足精度和速度的前提下盡量減小過度設計，降低不必要的功耗。設計

2、了特殊結構的前端采樣保持電路，使得該ADC實現(xiàn)單端輸入。本文從流水線ADC的工作原理著手，在分析了流水線各級分辨率選取對功耗和噪聲性能的影響之后，采用了(2.5+1.5×8+2)的系統(tǒng)結構。分析了流水線各級的非理想因素對系統(tǒng)性能的影響，并給出了理論計算公式。由于級問增益的存在，后面各級電路的非理想因素對系統(tǒng)的影響被大幅度削弱，因此受噪聲性能約束的采樣電容值便可以逐級遞減，據(jù)此設計了滿足各級精度要求的采樣電容，仿真結果表明采樣電容逐級遞減

3、可以有效降低功耗。在完成ADC的系統(tǒng)設計之后，討論了ADC關鍵模塊參數(shù)的選?。焊鶕?jù)系統(tǒng)設計對流水線各級的精度要求，確定了各級運算跨導放大器的直流增益、帶寬和擺率；由于數(shù)字校正技術的使用，大大降低了對比較器精度的要求，因此本文使用了失調較大但功耗很低的動態(tài)比較器。并在完成電路仿真之后計算了整個ADC的功耗：3.3V單電源供電時的功耗約為124mW，在電路設計上達到了系統(tǒng)對功耗的要求。本設計的流水線ADC采用Chartered 0.35um