10比特50MS-s流水線結構模數轉換器設計.pdf

1、隨著無線通信設備和圖像視頻產品的爆炸性增長，對于低功耗高速度集成電路需求十分迫切。模數轉換器（Analog-to-Digital Converter，ADC）作為模擬和數字信號的接口，在這些應用中扮演著重要角色，為了適應這些需求，模數轉換器也向著低功耗高速高精度的方向邁進。如何設計出高性能的模數轉換器已經成為了當前數?；旌闲盘栐O計領域的研究熱點。 在各種結構ADC中，流水線結構ADC由于其分級轉換、流水線操作的特點，在實現較高精

2、度的同時，仍可以保持較高的速度和較低的功耗，可以在速度、精度、功耗和芯片面積之間達到最好的折中。本文在分析流水線結構ADC工作原理及其誤差來源的基礎上，設計和實現了一個10位精度，50MHz采樣速率，電源電壓為1．8V的流水線結構ADC。采用傳統(tǒng)的1．5位/級流水線結構，一共有9級。由于采用了數字校正技術，降低了對比較器失調的要求，因AD而選擇功耗較低的動態(tài)比較器。作為流水線結構ADC中的核心模塊，運算放大器的設計對ADC的整體性能起著

3、關鍵作用，本設計的運算放大器采用增益增強技術，在提供高增益的同時，具有低功耗高速度的優(yōu)勢。文章采用一種新的設計低功耗運算放大器的流程和仿真方法，通過選擇合理的晶體管跨導效率，達到對運放的增益、速度、噪聲、擺幅、線性度、功耗和面積的多維優(yōu)化。 該ADC芯片采用SMIC0．18μm1．8V電源電壓單層多晶六層金屬CMOS工藝實現，芯片面積為2000μm×800μm。后仿真表明，在50MHz采樣頻率下，當輸入正弦信號接近奈奎斯特頻率2