開關(guān)電容型流水線ADC的關(guān)鍵子電路設(shè)計(jì)研究.pdf

1、流水線型ADC因其在各項(xiàng)性能指標(biāo)上的折中,被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子等領(lǐng)域,成為近年研究的熱點(diǎn)。比較器和基準(zhǔn)源作為流水線ADC極為重要的組成部分,它們的性能對(duì)整個(gè)流水線ADC的速度、精度、功耗等指標(biāo)有著至關(guān)重要的影響。本論文的主要工作是針對(duì)實(shí)際項(xiàng)目的需要,對(duì)流水線ADC中的比較器和基準(zhǔn)模塊進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　本文在深入研究了流水線ADC基本架構(gòu)及其原理的基礎(chǔ)上,首先根據(jù)系統(tǒng)的要求給出了兩大關(guān)鍵模塊的指標(biāo)要求;然后分別設(shè)計(jì)了應(yīng)用于開關(guān)電容

2、流水線ADC的高速高精度比較器電路和高電源抑制比基準(zhǔn)源電路,并針對(duì)比較器的速度、回饋噪聲、失調(diào)等及基準(zhǔn)的溫度系數(shù)、電源抑制比、輸出緩沖器等進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì);最后本文還基于0.35um工藝完成了基準(zhǔn)模塊的版圖設(shè)計(jì),并通過(guò)了DRC、LVS驗(yàn)證,最終的后仿真結(jié)果表明其能滿足實(shí)際項(xiàng)目的指標(biāo)要求。
　　本論文解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:
　　(1)比較器采用交叉耦合PMOS管作為預(yù)放大器的負(fù)載,有效地提高了預(yù)放大器的增益,降低

3、了鎖存器的失調(diào)電壓;優(yōu)化了鎖存器核心電路中PMOS/NMOS比例,提高了比較器的速度;采用電容中和技術(shù),減小了比較器的回饋噪聲。
　　(2)基準(zhǔn)源電路采用不同比例的電流鏡像,優(yōu)化了基準(zhǔn)中電阻的面積;采用了內(nèi)部調(diào)整電壓供電方式,提高了基準(zhǔn)源的電源抑制比;采用了正負(fù)溫漂系數(shù)電流相加的形式,優(yōu)化了輸出偏置電流的溫漂系數(shù);采用了片外電容穩(wěn)定方式,減小了輸出緩沖器的帶寬與功耗,并可通過(guò)接入外部基準(zhǔn)的形式滿足開關(guān)電容流水線ADC的高精度需求,