14比特100兆采樣-秒流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器.pdf

1、隨著數(shù)字信號處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)的發(fā)展,無線通信系統(tǒng)日益進(jìn)步。軟件可編程寬帶無線收發(fā)機(jī)的商業(yè)化應(yīng)用已具備可能。進(jìn)一步地,可以由此發(fā)展出頻帶及通信協(xié)議由軟件所定義的系統(tǒng)架構(gòu)。這一發(fā)展對于無線基站尤為有利,主要體現(xiàn)在以下幾點:降低基站成本、體積、復(fù)雜度和功耗,更重要的是可以支持各種不同的調(diào)制方式和協(xié)議。
　　 但這種高性能收發(fā)機(jī)對應(yīng)用其中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的性能提出了嚴(yán)苛的要求。對于該系統(tǒng)所覆蓋的分辨率和采樣率范圍,基于開關(guān)電容電

2、路(SC)的流水線結(jié)構(gòu)模數(shù)轉(zhuǎn)換器是最佳選擇。本文著重設(shè)計了一款適應(yīng)于無線蜂窩基站應(yīng)用的具備高速高精度以及高無雜散動態(tài)范圍(SFDR)的流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器。該模數(shù)轉(zhuǎn)換器具備14比特分辨率和100兆采樣/秒轉(zhuǎn)換速率。文章首先簡要介紹了ADC的應(yīng)用環(huán)境及發(fā)展現(xiàn)狀;之后從系統(tǒng)角度,討論了高速高精度流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的基本架構(gòu),分析了各種電路非理想因素并提出了一種數(shù)字后臺校準(zhǔn)算法以減小轉(zhuǎn)換中的非線性;接著從電路實現(xiàn)的角度,詳細(xì)闡述了關(guān)鍵模塊電路的分析

3、和設(shè)計,如改進(jìn)型的柵壓自舉(bootstrap)采樣開關(guān)、增益自舉(gainboosting)兩級密勒補(bǔ)償運算放大器、高速低回踢噪聲比較器、低抖動時鐘電路等:在本文最后,介紹了版圖設(shè)計,測試方法及測試結(jié)果。
　　 本文中所設(shè)計的ADC采用SMIC的0.18μm單層多晶六層金屬的CMOS工藝實現(xiàn),芯片核心面積為7.16mm2,在1.8伏電源電壓下核心功耗為220mw(不包括數(shù)字輸出驅(qū)動緩沖器)。測試結(jié)果顯示,數(shù)字后臺校準(zhǔn),該ADC