流水線型ADC中增益-數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的研究和設(shè)計(jì).pdf

1、增益數(shù)模(MDAC)電路單元作為高速高分辨率流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的重要單元一直是研究者十分關(guān)注的重要內(nèi)容。它主要實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換、信號(hào)相減和精確放大功能。對(duì)于MDAC要求其具有很高的信號(hào)精度和較快的建立速度，這兩個(gè)方面直接影響到整個(gè)流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的分辨率和轉(zhuǎn)換速率，同時(shí)也是MDAC單元性能評(píng)估的主要因素。 論文首先介紹了MDAC在流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器中的功能和地位，然后對(duì)MDAC單元進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析以指導(dǎo)電路設(shè)計(jì)，最后根據(jù)理論分析結(jié)

2、合系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)出MDAC單元電路，并在評(píng)估驗(yàn)證的基礎(chǔ)上提出了設(shè)計(jì)的要點(diǎn)和優(yōu)化方法。在理論分析中，首先分析了MDAC信號(hào)建立過程，建立了其輸出信號(hào)建立時(shí)間數(shù)學(xué)模型；然后分析了影響MDAC性能的各種誤差來源，并對(duì)這些誤差進(jìn)行了量化。具體電路設(shè)計(jì)包括高速高增益運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)和開關(guān)電容MDAC單元總體電路的設(shè)計(jì)；在運(yùn)放設(shè)計(jì)中，先根據(jù)建立時(shí)間數(shù)學(xué)模型和誤差分析估算出運(yùn)放的參數(shù)，并根據(jù)估算的參數(shù)完成具有74dB直流增益和489MHZ單位增益帶寬的

3、運(yùn)放主體設(shè)計(jì)，其后研究了運(yùn)放的共模負(fù)反饋(CMFB)和偏置電路的電源抑制特性，設(shè)計(jì)出性能良好的CMFB電路和高電源抑制比偏置電路；在MDAC單元總體電路的設(shè)計(jì)中，先使用數(shù)學(xué)模型和誤差分析估算的參數(shù)組建整體電路，然后使用Hspice工具對(duì)電路進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了建立的數(shù)學(xué)模型的可行性，評(píng)估分析了制約MDAC單元性能的主要影響因素，最后在這些驗(yàn)證、評(píng)估分析的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出建立精度小于±1mV、建立時(shí)間約為6.4ns的MDAC單元電路，達(dá)到了轉(zhuǎn)換