14位100-MS-s流水線ADC的低功耗設計.pdf

1、隨著電池供電的便攜式電子設備的流行，功耗已經(jīng)成為電路設計中一個重要的指標。而模數(shù)轉換器(ADC)作為通信信息鏈中的核心一環(huán)，ADC中的低功耗設計也成為了工程師的熱門研究課題。流水線模數(shù)轉換器已經(jīng)被證明是最適合實現(xiàn)高速高精度ADC的結構，本文基于TSMC0.18μm CMOS混合信號工藝設計一款低功耗的14位100-MS/s的流水線ADC，采用的技術是將前端采樣保持電路(SHC)并入第一流水線級，在后面的流水線級相鄰兩級運放共享。

2、　　 運算放大器單元的功耗是流水線ADC中模擬功耗的主要組成部分，針對運放有很多降低功耗的技術，例如開關運放技術、雙采樣技術、運放共享技術以及運放和電容共享技術。其中運放共享技術是通過相鄰的流水線級共用一個運放來降低功耗，但該技術存在記憶效應并且引入的額外開關將會影響運放的建立時間;運放和電容共享技術是在運放共享的基礎上通過共享反饋電容上的電荷用于下一級的放大來進一步降低功耗，但該技術存在額外的置零狀態(tài)并且引入的額外開關將會影響運放的

3、建立時間。針對這兩種低功耗技術進行了改進以消除技術缺陷，并基于改進后的低功耗技術將流水線ADC的前端采樣保持電路(SHC)并入第一流水線級，在后面的流水線級相鄰兩級進行了改進后的運放共享，在基本不降低性能的情況下做到了低功耗設計。
　　 本文設計的14位100-MS/s流水線ADC主要包括SMDAC（合并后的SHC和第一流水線級）、級間共享運放的各流水線級、電壓基準電路以及數(shù)字校正電路，電路仿真ADC可達到77.6dB的信號噪聲