高速高精度模数转换器研究

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1、摘要鉴于模数转换器在信号处理中的重要性，本文论述了高速高精度模数(A／D)转换技术，并采用0．359m双多晶三层铝布线的CMOS工艺，设计了一种具有lO位分辨率、50Mhz采样频率的模数转换器。转换器为9级流水线结构，用全差分的开关电容电路实现。文中研究了单级分辨率对转换器线性度、速度及功耗的影响，确定了单级分辨率的最优值；分析了主要误差源，提出了采用相关电容双采样技术消除低频误差、采用开关电容交替反馈技术降低电容匹配要求从而提高转换器线性度、采用冗余数字校正技术消除失调、非线性及增益误差等技术

2、。采样保持电路运用双采样技术增加有效采样率，并改进开关布局及其控制信号以防止电荷注入与时钟偏移误差。运算放大器以套筒式级联放大器为核心，具有开环直流增益高、频带宽的特点。整个A／D转换器内核电路的版图面积为5242．8X146289m2。关键词：模数转换器高速高精度流水线开关电容Abswact一。一——————————__—————--__—————-●_____——-__—_______——_____——_--___w__--___________---______一ABSTRACTForth

3、eimportanceofanalog-to-digital(AID)converterinsignalprocessing，thispaperstudiestheA／Dconveniontechniquewithhigh-resolutionandhigh-speed，anddesignsalmb50-Msample／sA／DconverterfabricatedinaO．359m．double—poly,andtriple-metalCMOSprocess．TheconverterUSeSa

4、pipelinednine-stagearchitecturewithfiallydifferentialswitched-capacitorcircuits．InthepapeLtheauthoroptimizesthestageresolutionbyinvestigatingitsinfluenceOfflinear@,speed，andpowerdissipationofconverter．ThemainelTorsourcesinapipelinedA／Dconverterareana

5、lyzed．Thecorrelateddoublesampleisexploitedtosuppresslow-丘equencynoise．Thecommutatedfeedback-capacitorswitchingtechniqueisprovidedtOrelaxthecapacitor-matchingrequirementsandimpovethemonotunicityofconverteLTheconverterUSeSredundants碗digiterrorcorrectio

6、nforeliminatingthegain，offset,andnonlinearityerrors．Inthesample-and-holdcircuit，theauthorintroducesthedoublesamplingthatearldoubletheeffectivesamplingrate,andupgradethearrangementofswitchesandtheirclocksignalstopreventtheeffectofchargeinjectionandtim

7、ingskew．Theopertationamplifierisdesignedonthebaseofunfolded—cascodearchitecture,havinghishopen-loopDCgainandwidebandwidth．Theconverteroccupiesadieafeaof5242。8X1462．8蠢。Keyword：Analog-to-DigitalConverterHigh—SpeedHigh-ResolutionPipelineSwitched—Capacit

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