高速高精度ADC的研究與設計.pdf

1、高速高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）是許多現(xiàn)代電子設備的核心部件，代表著ADC最先進的技術和未來的發(fā)展趨勢，在高端軍民領域中應用價值極大，包括高速移動通信（3G/4G等）、雷達探測系統(tǒng)（相控陣雷達等）、航空電子、MIMO（Multi-Input Multi-Output）系統(tǒng)等，因此各大IC設計巨頭企業(yè)和發(fā)達國家的大學及科研機構(gòu)都投入了大量的資金、人力和物力對其展開深入的研究。得益于其高速采樣特性，高速高精度ADC在SoC（Silicon o

2、n Chip）應用時可節(jié)省傳統(tǒng)系統(tǒng)里的中頻或臨中頻部件（包括混頻器、本振頻率綜合器、放大器、濾波器等），從而降低系統(tǒng)的復雜度，減小了芯片的功耗、重量和體積。
　　高速高精度 ADC的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)可采用折疊插值、流水線、多通道時間交織等，在數(shù)字通信系統(tǒng)、高清視頻系統(tǒng)等應用中，流水線相較其它結(jié)構(gòu)具有精度、速度、面積以及功耗上的優(yōu)勢而被廣泛采用。在傳統(tǒng)流水線模擬轉(zhuǎn)換器設計中，電容匹配的精度限制是ADC非線性的重要來源，而隨著深亞微米工藝的發(fā)

3、展，大帶寬高增益的運算放大器設計越來越困難，采用低增益大帶寬運算放大器輔以數(shù)字算法校正的設計成為主流。
　　本論文在深入分析流水線ADC速度、精度以及功耗之間相互關系的基礎上，得到了最佳級間電容縮放因子以及每級分辨率組合。為了消除電容失配以及低增益運算放大器帶來的增益誤差對ADC性能的影響，引入了一種前臺數(shù)字校正算法，同時加入后臺數(shù)字校正算法實時更新前臺數(shù)字校正算法使用的參數(shù)，以消除外界環(huán)境如溫度、電源電壓變化等對ADC性能的影響