高精度低功耗流水線型CMOS模數(shù)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著通信網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，無(wú)線通信系統(tǒng)的需求愈來(lái)愈多。低功耗超高頻RFID技術(shù)在這種背景之下，逐漸成為研究熱點(diǎn)。RFID技術(shù)具有低功耗、高速率和低成本等優(yōu)點(diǎn)，在物聯(lián)網(wǎng)、通信、數(shù)字視頻信號(hào)處理以及高速以太網(wǎng)中都有廣泛的應(yīng)用前景。基于RFID系統(tǒng)高速率、低功耗的設(shè)計(jì)目標(biāo)，本文設(shè)計(jì)了一種高精度高采樣率低功耗的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。
　　本文模數(shù)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)采用流水線型的結(jié)構(gòu)，這種設(shè)計(jì)可以滿足超高頻RFID系統(tǒng)的高采樣率和低功耗的設(shè)計(jì)要

2、求。在本文的設(shè)計(jì)中，詳細(xì)地分析了流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器各個(gè)模塊的電路組成以及限制流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器性能的影響因素，包括增益自舉型運(yùn)算放大器、柵壓自舉開關(guān)、動(dòng)態(tài)比較器以及提供穩(wěn)定參考電壓的帶隙基準(zhǔn)和線性穩(wěn)壓電路。在流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)上，本文選擇了1.5比特/級(jí)的量化結(jié)構(gòu)，多余的冗余位使流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)了自校準(zhǔn)的功能。通過(guò)使用運(yùn)放共享和負(fù)載電容按比例縮小技術(shù)，減少了模數(shù)轉(zhuǎn)換器中運(yùn)放的數(shù)目及其負(fù)載電容的大小，從而減小了流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器中運(yùn)

3、算放大器的功耗，實(shí)現(xiàn)低功耗的設(shè)計(jì)目標(biāo)。對(duì)于運(yùn)放共享結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本文將采樣保持電路和第一級(jí)余量增益電路進(jìn)行運(yùn)放共享，后面8級(jí)余量增益電路的相鄰兩級(jí)實(shí)現(xiàn)了兩兩運(yùn)放共享，最后一級(jí)通過(guò)全并行模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)2比特的量化輸出。
　　在本文的設(shè)計(jì)中，還對(duì)實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)用的電源穩(wěn)定性和溫度補(bǔ)償做了分析，使得本設(shè)計(jì)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器在電源電壓2.0V～3.3V范圍內(nèi)，核心流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器有1.8V的穩(wěn)定供電電壓。
　　本文通過(guò)采用流水線結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了1.8