10位5兆赫采樣頻率CMOS流水線式模數(shù)轉(zhuǎn)換器的分析與設計.pdf

1、模擬信號是客觀世界信息的主要載體，隨著數(shù)字技術(shù)的日益發(fā)展，數(shù)字技術(shù)顯示出模擬技術(shù)無法比擬的優(yōu)越性，越來越多的模擬信號逐漸采用數(shù)字系統(tǒng)進行處理。模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將模擬信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號的器件。模數(shù)轉(zhuǎn)換器有著非常廣闊的應用范圍。與其它結(jié)構(gòu)相比，流水線結(jié)構(gòu)(Pipelined Architecture)ADC的特點是既能實現(xiàn)高速又能實現(xiàn)相當?shù)姆直媛?。一般認為，對于分辨率>10-bit，轉(zhuǎn)換率>5MSample/s的高速高精度ADC來說，基于標準

2、CMOS工藝，采用流水線結(jié)構(gòu)是一種合理的設計方案。采用CSMC(無錫上華)0.6μmCMOS雙多晶雙金屬工藝模型對這些模塊和系統(tǒng)進行電路的設計和仿真。 流水線ADC中的每個模塊都包含有采樣/保持電路來保持模擬輸入信號或余數(shù)信號，因此流水線ADC的每一級在完成對一個信號的采樣量化后可立即對新采樣進行處理，所以顯著地提高了數(shù)據(jù)吞吐率。流水線ADC每一級的量化由一個低分辨率的并行ADC完成。量化信號從輸入信號中減去，所得的余數(shù)經(jīng)過級間

3、放大器放大后可被下一級的電路采樣，這些操作可由一個叫做增益DAC(MDAC)的模塊完成。MDAC模塊具有數(shù)模轉(zhuǎn)換、減法、放大和采樣，保持功能，該模塊采用全差分的開關(guān)電容電路來實現(xiàn)；通過電荷在輸入電容和反饋電容之間的重新分配，MDAC可精確地實現(xiàn)減法和余數(shù)的放大，同時極大地簡化了電路結(jié)構(gòu)。對應于同一輸入信號的各級并行ADC的輸出需要輸入到數(shù)字校正邏輯進行同步。在流水線各級之間引入冗余位，這樣各級分辨率的和就大于流水線ADC的整體分辨率，然