低功耗14-bit250MS-s流水線模數(shù)轉換器的研究與設計.pdf

1、個人移動通信和超高速通信網絡的進一步發(fā)展要求通信網絡提供高速率和高質量的通信服務，因此國際電信聯(lián)盟(ITU)推出了以高速數(shù)據傳輸和寬帶多媒體服務為主要特點的第三代移動通信，其對基站設備中的發(fā)射機，接收機等硬件提出了更高的性能指標要求，其中低功耗、寬帶、高性能模數(shù)轉換器是實現(xiàn)接收機的關鍵技術之一。
　　本文著重設計了一款適用于第三代無線蜂窩基站接收機中的低功耗、14比特、250MHz流水線模數(shù)轉換器。文章首先簡要介紹了ADC的發(fā)展和

2、研究現(xiàn)狀，根據3GPP協(xié)議推導計算了在不同協(xié)議下的ADC的性能指標要求;其次從系統(tǒng)級優(yōu)化流水線ADC的結構設計，重點推導了熱噪聲表達式和分析了熱噪聲組成，并在測試中驗證了其可靠性;再次完整分析總結了流水線ADC現(xiàn)有的低功耗技術，在此基礎上提出了新型開關運放低功耗技術，顯著降低了功耗;然后從電路實現(xiàn)的角度，詳細闡述了關鍵模塊電路的分析和設計，包括開關電容、運算放大器和比較器模塊，提出了一種可以減小回踢噪聲的新型比較器結構;在本文最后，描述

3、了流水線ADC版圖設計的原則和細節(jié)，并對電路的仿真結果進行了分析。
　　流水線ADC采用TSMC0.18um單層多晶硅六層金屬的CMOS工藝實現(xiàn)，芯片核心面積為10.2mm2，在1.8伏電源電壓下核心功耗為340mW，ADC的輸入信號擺幅是1.75V。通過已經論證的熱噪聲計算公式得到滿幅信噪比(SNRFS)是73.1dBFS。仿真結果表明微分非線性和積分非線性分別是(-0.8LSB，+0.2LSB)和(-1.1LSB，+1.1LS