10位60MSPS流水线ADC的研究和设计

《10位60MSPS流水线ADC的研究和设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要随着无线通信系统及便携式视频影像设备的快速增长，对于低功率及高转换速度的集成电路有着不可或缺的需求。而模数转换器在这些应用中扮演了重要的角色，为了满足这些需求，模数转换器(ADC)也要朝着具有高转换速度、低功耗的目标迈进。而在许多种类的CMOS模数转换器结构中，以流水线结构能达到高速的输入性能和快速的处理能力。因此，本论文以提高采样速率为目标，设计了一个具有loK精度，60MHz采样速率的流水线模数转换器。该模数转换器的子模块电路包含了采样保持电路、1．5位子ADC、子DAC、2倍增益级电路、数字校正电路、以及时钟产生

2、电路。综合考虑流水线模数转换器的性能要求和速度、功耗、面积。该流水线模数转换器的采样保持电路采用电容翻转结构以减少功耗；前8级每级1．5位，最后一级为2位的并行flashADC，并采用数字校正技术对每级电路的误差进行校正，最终达到lO位的精度；在采样保持电路和级间增益放大电路中，采用增益提高型折叠共源共栅运算放大器，以保证开关电容电路处理信号的精度和速度。在设计比较器时，采用了前置放大器加动态锁存器的结构，达到了较快的速度，并减小了反冲噪声。本设计基于Chartered0．35umCMOS工艺库，电源电压为3．3V。模拟仿

3、真结果表明，ADC的模拟信号输入范围为1．15V到2．15V，采样速率为60MHz，功耗约130mw，此流水线ADC的单元电路性能指标达到了设计要求。【关键词】：流水线ADO采样保持电路增益级数字校正AbstractWiththerapidgrowthofwirelesscommunicationsystemsandportablevideodevice，thedemandforlow—powerandhigh-speedintegratedcircuitsisindispensable．Theanalog·-to··di

4、gitalconvenerisaperformancecriticalcomponentintheseapplications．Inordertomeetdemand，theanalog-to—digitalconverters(ADC)areincreasingtheirsamplingrateandreducepowerdissipation．AmongmanytypesofCMOSADCarchitectures，thepipelinedarchitecturescanachievegoodhighinputfreq

5、uencydynamicperformanceandasahighthroughput．TheaimofthisthesisistoinvestigatethedesigntechniquesofpipelinedADCforhighsamplingrateapplications．Thetargetedarchitectureisa10-bit，60Msampling／spipelinedanalog—to-digitalconverter．ThepipelinedADCconsistsofthebuildingbloc

6、kslikesampling-and-holdcircuits，1．5bit／stagesub-ADC，sub-DAC，gainstage，digitalelrorcorrectionlogiccircuitsandclockgenerator．Consideringthespeed，powerdissipationandspecifications，aflip-aroundsampleandholdcircuitwasdesignedtoreducethepowerconsumption；ThepipelinedADCi

7、sfollowedbyeight1．5-bitstagesandafinal2-bitflashsub—ADC．Adigitalcorrectioncircuitisusedtoeliminateerrorsbetweeneverystage；insampleandholdcircuitandMultiplyingDAC，again—boostingcascadeopampwasusedtoinsurethespeedandprecisionoftheSwitch—capacitorcircuit．Alatchcompar

8、atorwithpre-amphasbeenusedtoreducethekick—backeffect．ThedesignisbasedonChartered0．35urnCMOSmixed—signallibrary，andthepowersupplyis3．3V．Theresultsindicat