基于過零檢測技術的Pipelined ADC研究.pdf

1、數(shù)字化是當今頻繁提及的話題，工藝的進步促使數(shù)字系統(tǒng)的集成度越來越高，數(shù)據(jù)處理速度越來越快。巨大的性能優(yōu)勢使得許多模擬信號處理工作被數(shù)字技術所取代。然而自然界產(chǎn)生的信號，如聲音、光、溫度、壓力等，皆是模擬的方式變化的。作為模擬域與數(shù)字域的接口，模數(shù)轉換器的地位仍舊不可取代，但系統(tǒng)對模數(shù)轉換器的速度要求大幅提高，同時便攜式設備與智能設備的普及使得業(yè)界越發(fā)強調(diào)系統(tǒng)的低功耗設計。在此背景下，國內(nèi)外高校和公司提出了許多高速低功耗模數(shù)轉換器結構。其

2、中基于過零檢測技術的流水線模數(shù)轉換器不僅在系統(tǒng)架構上保留了流水線模數(shù)轉換器高速高精度的優(yōu)點，而且在單級電路中采用低功耗的過零檢測器和受控電流源替換高功耗的運算放大器，大大降低了系統(tǒng)功耗。并且由于不存在反饋環(huán)路，解決了系統(tǒng)穩(wěn)定性的問題，簡化了設計，也減輕了工藝變化對系統(tǒng)的影響。
　　本文在55 nm CMOS工藝下，完成了一款電源電壓2.5 V，分辨率10位，采樣速率50 MSPS的基于過零檢測技術的流水線模數(shù)轉換器的設計。

3、　　整個系統(tǒng)共包含10級，其中1級采樣保持模塊，8級1.5位的子模數(shù)轉換器和1級2位的并行模數(shù)轉換器。為了提高動態(tài)范圍和線性度，系統(tǒng)采用全差分結構。過零檢測功能主要依靠一個五管運算放大器完成，并在過零檢測器中加入延遲調(diào)節(jié)單元用以修正工藝、溫度等因素造成的延遲變化。采用改進的共源共柵電流鏡，降低了電流鏡關斷時對輸出端的電荷注入。使用改進的過零檢測器作為并行模數(shù)轉換器的比較單元，在采樣相即可完成對輸入信號的量化與編碼，增大了MDAC在保持相