基于時間交錯的超高速ADC研究.pdf

1、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)作為模擬世界與數(shù)字世界的接口，其作用是將自然界中的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，利用數(shù)字信號處理的可靠性高、精度高、穩(wěn)定性好的特點來處理傳統(tǒng)的模擬信號。隨著計算機技術(shù)和數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)的高速發(fā)展，ADC在現(xiàn)代雷達、電子戰(zhàn)設(shè)備和通信系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，并伴隨著數(shù)字信號處理能力的提高，系統(tǒng)對 ADC的性能要求也越來越高，毫無疑問 ADC的處理速度已成為制約系統(tǒng)性能進一步發(fā)展的關(guān)鍵因素。在很多應(yīng)用中，要求ADC的

2、速度達到GHz以上，發(fā)展超高速ADC成為研制ADC的必然趨勢。
　　本論文正是針對上述趨勢，以時間交錯采樣超高速ADC為主要的研究對象。在深入分析當今時間交錯超高速ADC理論和技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，成功設(shè)計了一款時間交錯超高速ADC，并對其中的關(guān)鍵技術(shù)進行了詳盡的討論和研究，主要包括：
　　首先，對現(xiàn)行時間交錯ADC的理論及主流實現(xiàn)技術(shù)進行了分析討論，主要從時間交錯采樣結(jié)構(gòu)、低抖動多相時鐘、通道間失配分析以及校正技術(shù)等方面去展開

3、。目的在于對時間交錯超高速ADC有一個整體的把握，為下一部分實際項目的設(shè)計做好鋪墊。
　　其次，在以上理論分析的基礎(chǔ)上，采用主流設(shè)計技術(shù)實現(xiàn)了一個2通道8-bit采樣率為2GSample/s的時間交錯ADC。技術(shù)實現(xiàn)方案上，主要側(cè)重分時采樣ADC設(shè)計，包括：兩路分時采樣架構(gòu)設(shè)計、高精度低抖動時鐘產(chǎn)生電路設(shè)計、高速接口電路以及通道間的數(shù)字校正和串行數(shù)據(jù)接口(SPI)補償設(shè)計；而單核Sub_ADC設(shè)計主要依據(jù)是根據(jù)超高速 ADC的特點

4、，選定折疊插值結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)子 ADC。針對實際產(chǎn)品的使用情況，論文還提及了可靠性及高速封裝設(shè)計。
　　最后，所設(shè)計的2通道時間交錯ADC采用0.35μm BiCMOS工藝實現(xiàn)。實際產(chǎn)品測試結(jié)果：采樣率為2GSPS，信噪比SNR≥43dB，有效位ENOB≥6.9個，微分誤差 DNL≤±0.5LSB，積分誤差 INL≤±0.8LSB，無雜散動態(tài)范圍 SFDR≥50dB，功耗P≤1.8W。很好的滿足了開題時提出的指標，達到了研究設(shè)計目的。