高性能流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的關(guān)鍵電路研究.pdf

1、隨著電子科技技術(shù)在社會(huì)中的不斷進(jìn)步,模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)作為模擬世界和數(shù)字世界之間的橋梁,被廣泛的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域,包括射頻無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)、圖像成型技術(shù)以及各類傳感器,當(dāng)今最流行的3G手機(jī)技術(shù)的核心部分之一也是模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器是眾多ADC結(jié)構(gòu)中對(duì)速度和精度權(quán)衡的較好的一種結(jié)構(gòu)。對(duì)于一款高性能的流水線ADC,其核心電路的性能很大程度上決定了整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)劣。作為流水線ADC的控制信號(hào),時(shí)鐘信號(hào)的占空比、驅(qū)動(dòng)能力以及

2、抖動(dòng)情況對(duì)系統(tǒng)的精度有著決定性的作用。與此同時(shí),ADC每級(jí)的量化過(guò)程是由比較器組成的Flash-ADC完成,它們的速度和精度也影響了整個(gè)系統(tǒng)的性能。
　　 本文提出了應(yīng)用于高性能流水線ADC的高速時(shí)鐘穩(wěn)定電路和低功耗高速比較器,兩款芯片基于TSMC0.18μm1P6M CMOS工藝,分別經(jīng)流片測(cè)試,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。高速時(shí)鐘穩(wěn)定電路可以將輸入頻率為10～100MHz,占空比為10％～90％的方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為同頻率下50％占空比的系統(tǒng)

3、輸入時(shí)鐘信號(hào),且測(cè)試結(jié)果顯示精度達(dá)到了±0.5％。低功耗高速比較器可以在100MHz時(shí)鐘信號(hào)下工作,響應(yīng)時(shí)間小于2ns,失調(diào)電壓小于30mV,且動(dòng)態(tài)功耗僅為0.264mW。
　　 文章首先簡(jiǎn)要回顧了近幾年時(shí)鐘電路和比較器電路的發(fā)展情況,分析了流水線ADC和其中關(guān)鍵電路的工作原理以及應(yīng)用范圍,解釋核心模塊對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響。第三第四章詳細(xì)討論了本次提出的高速時(shí)鐘穩(wěn)定電路和低功耗高速比較器。第五章對(duì)兩款芯片的版圖進(jìn)行闡述,分析測(cè)試結(jié)果