雙通道時域交織流水線逐次逼近混合型A-D轉換器設計與研究.pdf

1、隨著對無線數(shù)據(jù)傳輸速率的要求越來越高，導致了像高級LTE（Long Term Evolution，長期演進技術）更高帶寬無線標準的產(chǎn)生。與高帶寬無線標準相對應的無線接收機要求轉換器至少具有50MS/s的轉換速率，即要求 ADC的采樣速率最少達到100MS/s,有效位數(shù)至少為8位。此外，轉換速率更快、有效分辨率更高的模數(shù)轉換器能夠降低接收機中抗混疊濾波器性能要求，提高動態(tài)范圍從而提高帶外信號的強度。在本論文中，目標是設計一款有效分辨率為1

2、2位、采樣速率為160MS/s的模數(shù)轉換器。而在便攜式產(chǎn)品中功耗是關鍵，所以必須要對模數(shù)轉換器進行功耗優(yōu)化。功耗與工作時鐘頻率是成正比的，降低帶寬可以節(jié)省功耗。傳統(tǒng)的實現(xiàn)方式是采用流水線式的結構，流水線在各方面能達到很好的折中，但是，流水線模數(shù)轉換器中的運放耗費了很大一部分的功耗，降低了能源效率。另一個方面，逐次逼近型模數(shù)轉換器的能源效率達到了10fJ，但是采樣速率很低或者只能達到中等的有效分辨率。逐次逼近型結構可以和流水線結構有利的結

3、合起來，功耗較低的逐次逼近型模數(shù)轉換器以流水線的形式進行工作，能夠獲得更高的工作速率。在流水線-逐次逼近混合型結構中因為只用到一個余量放大器所以功耗被大大降低，而在雙通道時域交織結構中，雙通道間采用運放共享技術，功耗被進一步降低。
　　本文采用流水線-逐次逼近混合型結構，這種結構有效結合了逐次逼近型和流水線的優(yōu)點，對流水線-逐次逼近混合型模數(shù)轉換器進行了詳細的分析，并對非理想因素提出了解決方案。實現(xiàn)了一種100MS/s、12位的流

4、水線-逐次逼近混合型ADC，并在此基礎上采用時域交織結構，實現(xiàn)了一款160MS/s、12位的雙通道時域交織流水線-逐次逼近混合型ADC，通道間共享余量放大器。分析了三種通道間的主要失配，即采樣時刻失配、增益失配和失調(diào)失配，并且介紹了針對這些失配的前后臺數(shù)字校準技術，最后采用基于最佳平方逼近校準算法。在TSMC65nm CMOS工藝下，整體電路的仿真結果表明，設計的雙通道時域交織流水線-逐次逼近混合型ADC在1.2V電源電壓，160MS/