紅外探測器讀出電路中12位流水線模數轉換器的研究.pdf

1、在數字信號處理系統功越來越強大的今天，流水線模數轉換器(Pipelined ADC)，由于其在低功耗高速高精度等方面的優(yōu)勢，得到越來越廣泛的應用。 本論文從焦平面紅外探測器中高速、低功耗模數轉換電路的需求出發(fā)，分析和比較了三種典型高速模數轉換器功耗，確定了流水線模數轉換器在降低功耗上的優(yōu)越性。進而從系統的角度，對于影響流水線ADC性能的各種誤差來源，包括比較器的失調、余數放大器的增益、余數放大器增益的非線性、噪聲等給出了詳細的推

2、導和說明；并結合系統的要求，對放大器、比較器、模擬開關等主要電路模塊的設計進行了深入的分析。針對12位分辨率25MS/s采樣速率、良好的動態(tài)特性以及功耗優(yōu)化的設計要求，制定系統架構，選用電路結構，完成電路的設計，并通過了仿真驗證。 論文中為了實現噪聲和功耗的優(yōu)化，改進了傳統的流水線ADC系統結構，利用Matlab和Excel等數學工具對系統進行建模分析并加以優(yōu)化，得出系統性能對于各關鍵模塊的性能要求；針對電路設計中的幾大難點，將

3、高性能、低功耗的增益自舉折疊式和套筒式運算放大器分別應用于采樣保持和第一級MDAC中，提高了關鍵模塊的性能；采用了下極板采樣技術和高可靠性自舉開關的技術，基本消除了由采樣開關引入的非線性誤差；結合電荷分配型和前置放大型比較器的優(yōu)點，改進了第一級子模數轉換器中的比較器，更大程度上減小了比較器失調和反饋噪聲，同時還降低了設計難度；在時鐘控制上采用改進型兩相不交疊時鐘，提高了系統轉換周期的可利用率。 在完成系統建模和電路仿真的前提下，