12位100Msps低功耗流水線(xiàn)型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著科技的進(jìn)步和通信技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)便攜式電子設(shè)備的要求不斷提高,這使得低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的設(shè)計(jì)成為主流。因此對(duì)低功耗并且高速高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器的研究具有非常重要的意義。
　　本文設(shè)計(jì)了一款12位100Msps流水線(xiàn)ADC,該ADC主要包括運(yùn)算放大器、采樣保持電路、時(shí)鐘產(chǎn)生電路、子流水線(xiàn)級(jí)電路、數(shù)字延時(shí)校正電路等模塊。本設(shè)計(jì)在采樣保持電路和子流水線(xiàn)級(jí)電路中采用增益增強(qiáng)型折疊式共源共柵運(yùn)放來(lái)保證電路處理信號(hào)的精度和速度;輸入

2、前級(jí)采樣開(kāi)關(guān)使用柵壓自舉開(kāi)關(guān)以獲得更高的線(xiàn)性度和采樣精度;通過(guò)數(shù)字校正電路對(duì)每級(jí)輸出進(jìn)行同步和校正,提高了電路整體性能。
　　本設(shè)計(jì)采用了多種技術(shù)對(duì)流水線(xiàn)ADC的功耗進(jìn)行了優(yōu)化:(1)采用雙通道時(shí)間交織結(jié)構(gòu),整體電路由兩個(gè)通道組成,每個(gè)通道都是一個(gè)12位50Msps的流水線(xiàn)ADC,其采樣速率為整體電路的一半,這就降低了ADC對(duì)運(yùn)放的要求,可以用較低性能的運(yùn)放達(dá)到很高的采樣速率,降低了功耗;(2)采用雙通道間共享運(yùn)放技術(shù),相比傳統(tǒng)的

3、單通道ADC,雖然該ADC有兩個(gè)通道,但是通過(guò)通道間運(yùn)放共享,并沒(méi)有增加運(yùn)放的數(shù)量;(3)針對(duì)采樣電容和運(yùn)算放大器引入逐級(jí)遞減優(yōu)化技術(shù),很大程度上減小了ADC整體功耗。
　　在 Cadence平臺(tái)上利用 Spectre仿真器對(duì)各個(gè)模塊電路進(jìn)行仿真驗(yàn)證,并對(duì)整體電路進(jìn)行了仿真和測(cè)試。仿真結(jié)果表明,在1.8V電源電壓下,所設(shè)計(jì)的ADC有效位數(shù)(ENOB)為9.50 bits,功耗約為265.9 mW,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。最后采用SMIC0.