14bit 80MSPS流水線ADC中的增益數(shù)模單元（MDAC）研究與設(shè)計(jì).pdf

1、增益數(shù)模單元(MDAC)作為流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的重要組成電路，其性能影響著整個系統(tǒng)的速度和精度，并且極大地制約著系統(tǒng)的功耗。隨著高速、高精度流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的不斷發(fā)展，MDAC電路的性能越來越受到人們的關(guān)注。如何分配每級MDAC電路的轉(zhuǎn)換位數(shù)以及MDAC電路的設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)高精度流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的關(guān)鍵。 論文介紹了MDAC電路在流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的功能和作用，闡述了MDAC電路的基本理論和工作過程，分析了影響速度、精度和功耗指標(biāo)的因

2、素，并說明了相互關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，論文對14bit模數(shù)轉(zhuǎn)換器作了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，確定了十級轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)架構(gòu)(第一級3.5bit，后8級為1.5bit，最后一級為3bit Flash量化器)，并對每級的采樣電容作了優(yōu)化，以得到最小功耗。論文采用改進(jìn)的MDAC結(jié)構(gòu)、增益提高的兩級運(yùn)放和帶驅(qū)動電路的Bootstrap采樣開關(guān)，基于CHRT 0.35μm 2P4M3.3V CMOS工藝實(shí)現(xiàn)了80MSPS 3.5bit的第一級MDAC電路，并設(shè)計(jì)了MD

3、AC電路的版圖。第一級3.5bit MDAC電路需要在80MHz時鐘頻率下達(dá)到12bit精度。論文還對流水線ADC算法作了分析，并得到溢出位的判斷方法。 通過Matlab程序測試，本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，溢出位判斷方式正確。用HSPICE對MDAC：單元進(jìn)行仿真，結(jié)果表明，當(dāng)建立精度達(dá)到12bit時建立時間為4，4ns。當(dāng)輸入4.1796875MHz、擺幅0.125V正弦差分信號，采樣頻率80MHz時得到輸出信號的SFDR 為8