折疊內(nèi)插A-D轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)性能和內(nèi)插方式研究.pdf

1、研究和發(fā)展高速、低功耗、面積小的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器對于無線局域網(wǎng)、通訊系統(tǒng)和雷達(dá)等應(yīng)用領(lǐng)域的系統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)來說是具有非常重要的意義。折疊內(nèi)插結(jié)構(gòu)模數(shù)轉(zhuǎn)換器由于在速度、分辨率、功耗和芯片面積等方面具有良好的特性而成為了近年來的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　 本文采用折疊內(nèi)插結(jié)構(gòu)，研究設(shè)計(jì)了一款基于標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝、1.8V電源電壓、10位分辨率、IV差分輸入范圍、采樣速率為100MS/s的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器。具體電路設(shè)計(jì)中，負(fù)責(zé)A/D轉(zhuǎn)換器整體結(jié)構(gòu)分

2、析和子A/D轉(zhuǎn)換器模塊的功能和性能的分析和設(shè)計(jì)。在以提高系統(tǒng)性能為目標(biāo)和降低噪聲對有用信號的影響、抑制失調(diào)誤差的思路下，對關(guān)鍵模塊進(jìn)行優(yōu)化，顯著提高了系統(tǒng)的性能。設(shè)計(jì)了一個(gè)全差分帶離散型共模反饋的高速采樣保持電路；在預(yù)放大器、折疊放大器、子A/D轉(zhuǎn)換器前端加入分布式T/H電路，有效隔離了各級的噪聲；在預(yù)放大器的兩邊采用了冗余單元來減小邊界效應(yīng)；在預(yù)放大器輸出、折疊器輸出、子A/D轉(zhuǎn)換器輸出采用電阻內(nèi)插的環(huán)形平均技術(shù)使鄰近放大器的輸出相互

3、作用，并利用信號的奇對稱性消除內(nèi)插邊界效應(yīng)的影響，改善了系統(tǒng)的DNL和INL;此外，對電阻內(nèi)插產(chǎn)生的誤差機(jī)理建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行深入分析，提出了消除誤差的三種方法思路，并給出了電路實(shí)現(xiàn)；對三種內(nèi)插方式進(jìn)行了研究，從電路實(shí)現(xiàn)和對系統(tǒng)性能的影響角度比較了三種內(nèi)插方式的特點(diǎn)。
　　 論文采用SMIC0.18μmlP6M工藝，設(shè)計(jì)了一種10位100MS/s折疊內(nèi)插流水線結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器，并進(jìn)行版圖實(shí)現(xiàn)。整個(gè)ADC系統(tǒng)DNL最大為0.6LSB