基于過零檢測器的流水線式ADC的研究.pdf

1、模數(shù)轉(zhuǎn)換器作為一種通用的模數(shù)接口電路，廣泛地應(yīng)用在模數(shù)混合電路中。由于數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展和集成電路工藝水平的推動(dòng)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器正朝著更快的轉(zhuǎn)換速率、更高的精度、更低的功耗、更小的面積等方向發(fā)展。
　　由于流水線式模數(shù)轉(zhuǎn)換器在速度、精度、功耗等方面有很好的平衡，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)較高分辨率和較高的轉(zhuǎn)換速度，因此此類型模數(shù)轉(zhuǎn)換器得到了廣泛的應(yīng)用。采樣保持電路是流水線式模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一個(gè)極其關(guān)鍵的模塊，其精度和速度決定了整個(gè)系統(tǒng)能夠達(dá)到的最高

2、性能。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的采樣保持電路是通過運(yùn)用在反饋網(wǎng)絡(luò)中的高增益、高速度運(yùn)算放大器來實(shí)現(xiàn)精確的電荷轉(zhuǎn)移。但是隨著集成電路工藝尺寸的減小，器件的固有增益和電壓的降低，設(shè)計(jì)一個(gè)高增益、高速度的運(yùn)算放大器越來越困難。本文引入一種稱為基于過零檢測器電路的替代結(jié)構(gòu)來取代運(yùn)算放大器的功能，用以實(shí)現(xiàn)基于運(yùn)算放大器電路的相同的電荷轉(zhuǎn)移過程。它完全從設(shè)計(jì)中去除了運(yùn)算放大器，而且不需要穩(wěn)定的高增益，高速反饋環(huán)。這不僅降低了復(fù)雜性，消除了相關(guān)的穩(wěn)定性與帶寬/功率的

3、權(quán)衡，而且極大程度上保持了原有運(yùn)算放大器提供的穩(wěn)定性。
　　本文采用SMIC0.18μm lP6M CMOS工藝，設(shè)計(jì)出一款工作在1.8V電源電壓下、采樣速率為10MS/s、輸入電壓范圍為1V、功耗為4.85mW的8bit流水線式ADC。仿真分析結(jié)果表明，在TT Corner下，采樣速率為10MS/s時(shí)，ADC的靜態(tài)性能為:DNL在-0.17LSB～0.76LSB之間，INL在-1.41LSB～1.28LSB之間;動(dòng)態(tài)性能為:SN