時(shí)間交錯(cuò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)與校正研究.pdf

1、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器在高速數(shù)據(jù)通信、液晶顯示驅(qū)動(dòng)、數(shù)字示波器、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)電路等方面有著廣泛的應(yīng)用。隨著這些設(shè)備或器件的工作速度越來(lái)越高,對(duì)于應(yīng)用于其中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率的要求也越來(lái)越高。而每種半導(dǎo)體工藝所能提供的帶寬總是有限的,所以相應(yīng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率也是有限的。為了提高模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率,可以采用多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器時(shí)間交錯(cuò)工作的方式,即時(shí)間交錯(cuò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
　　 本文針對(duì)時(shí)間交錯(cuò)結(jié)構(gòu)模數(shù)器的設(shè)計(jì)及其校正進(jìn)行了研究。首先分析了時(shí)

2、間交錯(cuò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器通道間的失調(diào)失配、增益失配、采樣時(shí)間失配等各種非理想因素。
　　 隨后本文給出了一個(gè)適用于超寬帶(UWB)無(wú)線通信應(yīng)用的1吉赫茲6比特時(shí)間交錯(cuò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)實(shí)例。模數(shù)轉(zhuǎn)換器由兩個(gè)通道組成,其單通道為采用“級(jí)聯(lián)折疊+有源內(nèi)插”結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的折疊內(nèi)插模數(shù)轉(zhuǎn)換器。通過(guò)采用在前端放一個(gè)總的采樣保持電路,避免了通道間的采樣時(shí)間失配；同時(shí)通過(guò)共享通道間的參考電壓、偏置電壓等方法來(lái)降低失調(diào)失配和增益失配。改進(jìn)的柵壓自舉采樣

3、開(kāi)關(guān)也大大提高了采樣的動(dòng)態(tài)性能,抑制了采樣開(kāi)關(guān)的時(shí)鐘饋通效應(yīng)。
　　 該模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)采用了中芯國(guó)際(SMIC)的0.13微米,單層多晶八層金屬的混合信號(hào)工藝進(jìn)行了流片實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過(guò)實(shí)際驗(yàn)證測(cè)試,芯片在1吉赫茲的采樣頻率下,轉(zhuǎn)換功能正確:在模擬輸入10兆赫茲情況下,模數(shù)轉(zhuǎn)換器的有效位(ENOB)和無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍(SFDR)分別達(dá)到5.18比特和41.57dB；在模擬輸入500兆赫茲情況下,ENOB和SFDR也能分別達(dá)到4.81比特和