12位100msps双采样流水线adc设计论文

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1、摘要随着网络视频业务的普及，人们对上网速度的要求越来越高，为了充分利用现有的电话线资源，国际电联(ITU)于2005年5月发布了编号为G993．2的VDSL2协议，该协议是ADSL的升级版本，能够将电话线上网上下行总速度提高到200Mbps，达到与光纤接入相当的水平。在VDSL2的片上系统(SOC)芯片中，用于下行数据采集的模数转换器(ADC)是重要模块，它的性能直接影响了网络下载速度。本论文针对VDSL2系统的需求设计了一个12位100MSps采样频率的流水线ADC。首先根据系统对带宽和量化噪声的要

2、求，确定了ADC的采样频率和分辨率，然后比较各种高速高精度ADC的优缺点选择了双采样流水线的结构，紧接着根据信号噪声失真比的要求确定了输入信号范围。在具体设计时，采用了双采样、电容尺寸缩减、数字误差校正等技术来降低功耗。本论文对双采样以及传统流水线结构的非理想效应进行了详细的分析，并提出了具体的解决方案。针对传统结构中参考电压不稳定的问题，创新性的提出了一种全差分的参考源驱动器设计方案，并首次应用到VDSL2解决方案的模拟前端芯片中。本设计采用SMIC0．18um1P6M混合信号工艺设计电路以及版图，

3、电源电压为1．8V，输入差分信号摆幅为2Vp．P，在100MSps的采样频率下，对于不大于30M的输入信号，能够获得大于68．13dB的SNDR，约合11．02位的ENOB，满足VDSL2系统对30M输入带宽的要求，理论上可以提供86Mbps的上网下载速度。该ADC首次以模拟IP的形式嵌入到VDSL2解决方案的模拟前端芯片中，版图总面积为2900X1100pm2，功耗为164．1mW，并已成功流片，流片测试结果证明了本设计方案合理先进，其功能达到预先设计所要求的性能指标。关键词：流水线模数转换器双采样

4、技术电容尺寸缩减技术参考源驱动器AbstractAbstractWiththerapidpopularizationofvideoserviceviatheInternet，therequirementofIntemetspeedisgettinghigherandhigher．Inordertomakefulluseofthetelephonelines，TheInternationalTelecommunicationUnionpublishedtheITU-TG993．2(VDSL2)Stand

5、ard．Itpermitsthetransmissionaggregatedataratesupt0200Mbit／sviacopperwires．IntheSOCchipofVDSL2solution．theAnalogtoDigitalConverter(ADC)isanimportantblock，whichisusedtocollectdatafromcopperwiresanditsperformanceaffectsthedownloadspeedofInternetdirectly．In

6、thispaper,A12-bit100MSpssamplingratepipelinedADCisproposedtomeettherequirementofVDSL2system．First，dependingonthesystemrequirementofBandwidthandquantizationnoise，thesamplingrateandresolutionoftheADCisconfirmed．Secondly,varioustypesofhighspeedandhighresol

7、utionADCstructuresarecompared，andthepipelinedstructureisfinallychosen．Andthen，theinputfullscalesignalrangeisconfirmedaccordingtothesystemSNDR．Thenon—idealitiesofdoublesamplingandpipelinestructurearedetailedanalyzed，andthesolutionsofthemaleproposed．Again

8、stthenon-stabilityofreferencesuppliesinconventionalpipelinedADC．afullydifferentialreferencebufferisinventedinthispaper．TheschematicandlayoutofproposedADCisdesignedusingSMICO．1Sum1P6Mmix-signalprocess，thepowersupplyvoltageis1．8Van