高速高精度A/D转换器关键技术研究

发布时间：2021-02-21 18:07

　　模数转换器（ADC）作为现代微电子通信系统中的关键设计模块,一直受到学术界和工业界的高度重视。近年来,随着5G移动通信的快速发展,对高速高精度ADC的要求也越来越高。尽管如此,由于我国高速高精度ADC领域的相关研究起步较晚,导致现阶段国内研发水平远低于国际先进水平,特别是最近受国际局势影响,更体现我国加快高性能核心芯片自主研发的迫切性。在众多ADC结构中流水线ADC由于其在速度、分辨率及功耗上的良好折中成为实现高速高精度的最优选择之一,因此本文重点是高速高精度流水线ADC的关键技术研究。本文首先分析了流水线ADC的基本工作原理和冗余位算法,讨论了电路非理想因素以及衡量ADC的主要性能指标。然后以上述内容为基础,从系统角度出发并遵循功耗最优化方案,分别确定了ADC的整体框架,热噪声远低于量化噪声的系统噪声分配方案,以及采用无采保电路以降低功耗、噪声和非线性的设计方法。最后引入速度因子和缩减因子以优化系统噪声模型,并基于系统热噪声要求和该噪声模型确定了每级采样电容的大小。本文基于TSMC 65nm CMOS工艺设计实现了一款12位1GS/s流水线ADC,并对各关键电路模块进行了研究和改进,... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

未加校准时理想情况下的传输函数曲线

西安电子科技大学硕士学位论文8图2.4 未加校准时存在非理想效应的传输函数曲线为了避免传输函数中前级输出信号摆幅超过后级的输入范围，将级间增益的倍数减半，将余差信号放大至半摆幅，并在后级引入多余的一位作为补码对该误差进行修正。图 2.5 给出了传统冗余位校准技术的传输函数曲线，可以看出即使出现阈值电平偏离所导致的误差，传输函数的输出摆幅仍然处于下级输入范围之内。而且输入模拟量 VIN(1)和 VIN(2)转换的数字编码在经过后级加法或者减法操作后，得到了同理想传输曲线一样正确的数字码，说明这种冗余位校准算法是有效的。图2.5 传统加减冗余位校准技术的传输函数曲线但是该传统冗余位校准技术的缺点也比较明显，需要在下级引入额外的一位，用于对误差进行检测和校准

(2)转换的数字编码在经过后级加法或者减法操作后，得到了同理想传输曲线一样正确的数字码，说明这种冗余位校准算法是有效的。图2.5 传统加减冗余位校准技术的传输函数曲线但是该传统冗余位校准技术的缺点也比较明显，需要在下级引入额外的一位，用于对误差进行检测和校准，并且还会在数字编码中出现减法运算。减法运算由于在实

【参考文献】：
硕士论文
[1]高速流水线A/D转换器关键电路设计研究[D]. 王维铁.西安电子科技大学 2014



本文编号：3044723