窄帶Dither算法在流水線ADC中的研究與應(yīng)用設(shè)計(jì).pdf

1、流水線結(jié)構(gòu)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（Pipelined ADC）具有高分辨率、高精度的特點(diǎn)以及良好的速度與功耗性能，其結(jié)構(gòu)在面積和功耗上具有很大的優(yōu)勢(shì)。然而，由于電路中存在各種非理想因素，極大地限制了流水線ADC性能的提高。對(duì)于提高ADC的SFDR（無雜散動(dòng)態(tài)范圍）特性，引入Dither噪聲是一種重要的方法。Dither能夠有效地改善因量化過程、相干采樣和ADC的非線性特性而造成的諧波失真，從而提高ADC的無雜散動(dòng)態(tài)范圍。因此，將Dither噪聲和

2、當(dāng)前主流的流水線ADC結(jié)構(gòu)相結(jié)合，對(duì)于設(shè)計(jì)下一代高性能ADC具有重要的作用。
　　本文首先分析從理論上分析了ADC的量化過程、相干采樣和非線性特性所引起的諧波失真和Dither對(duì)ADC動(dòng)態(tài)性能的改善，并對(duì)改善的原理進(jìn)行了說明。
　　然后，從數(shù)學(xué)上推導(dǎo)了Dither通過影響ADC的輸出碼密度函數(shù)來改善DNL所引起的總誤差，推導(dǎo)了高斯分布的Dither對(duì)理想ADC的量化誤差的改善。
　　接著，本文在分析流水線ADC結(jié)構(gòu)的基

3、礎(chǔ)上，搭建了一個(gè)14位的流水線ADC行為級(jí)模型，并構(gòu)建窄帶Dither的仿真系統(tǒng)，對(duì)窄帶Dither對(duì)流水線ADC無雜散動(dòng)態(tài)范圍指標(biāo)的改善情況進(jìn)行了仿真分析，并提出了一種與傳統(tǒng)窄帶Dither產(chǎn)生方式略有不同的新型窄帶Dither，這種新的窄帶Dither可以避免頻率由設(shè)計(jì)的模擬濾波器所限制，要改變Dither信號(hào)的頻率只能重新設(shè)計(jì)新的Dither發(fā)生電路的局限性。
　　針對(duì)引入Dither后發(fā)生信號(hào)溢出的情況，本文進(jìn)行了一些探討