低功耗14-bit250MS-s流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、個(gè)人移動(dòng)通信和超高速通信網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展要求通信網(wǎng)絡(luò)提供高速率和高質(zhì)量的通信服務(wù)，因此國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)推出了以高速數(shù)據(jù)傳輸和寬帶多媒體服務(wù)為主要特點(diǎn)的第三代移動(dòng)通信，其對(duì)基站設(shè)備中的發(fā)射機(jī)，接收機(jī)等硬件提出了更高的性能指標(biāo)要求，其中低功耗、寬帶、高性能模數(shù)轉(zhuǎn)換器是實(shí)現(xiàn)接收機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　本文著重設(shè)計(jì)了一款適用于第三代無(wú)線蜂窩基站接收機(jī)中的低功耗、14比特、250MHz流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器。文章首先簡(jiǎn)要介紹了ADC的發(fā)展和

2、研究現(xiàn)狀，根據(jù)3GPP協(xié)議推導(dǎo)計(jì)算了在不同協(xié)議下的ADC的性能指標(biāo)要求;其次從系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化流水線ADC的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)推導(dǎo)了熱噪聲表達(dá)式和分析了熱噪聲組成，并在測(cè)試中驗(yàn)證了其可靠性;再次完整分析總結(jié)了流水線ADC現(xiàn)有的低功耗技術(shù)，在此基礎(chǔ)上提出了新型開(kāi)關(guān)運(yùn)放低功耗技術(shù)，顯著降低了功耗;然后從電路實(shí)現(xiàn)的角度，詳細(xì)闡述了關(guān)鍵模塊電路的分析和設(shè)計(jì)，包括開(kāi)關(guān)電容、運(yùn)算放大器和比較器模塊，提出了一種可以減小回踢噪聲的新型比較器結(jié)構(gòu);在本文最后，描述

3、了流水線ADC版圖設(shè)計(jì)的原則和細(xì)節(jié)，并對(duì)電路的仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。
　　流水線ADC采用TSMC0.18um單層多晶硅六層金屬的CMOS工藝實(shí)現(xiàn)，芯片核心面積為10.2mm2，在1.8伏電源電壓下核心功耗為340mW，ADC的輸入信號(hào)擺幅是1.75V。通過(guò)已經(jīng)論證的熱噪聲計(jì)算公式得到滿幅信噪比(SNRFS)是73.1dBFS。仿真結(jié)果表明微分非線性和積分非線性分別是(-0.8LSB，+0.2LSB)和(-1.1LSB，+1.1LS