流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器校正電路的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)是廣泛應(yīng)用的電子元件?，F(xiàn)代信號(hào)處理系統(tǒng)的發(fā)展已對(duì)其精度、速度和功耗等性能提出更高要求。研究表明，在現(xiàn)有電路設(shè)計(jì)和工藝水平上對(duì)ADC進(jìn)行校正和補(bǔ)償，對(duì)提高ADC的性能非常有效。 基于對(duì)流水線工作原理和誤差機(jī)制的深入研究，提出了一種適用于10位100Msample/s流水線ADC的新型冗余校正技術(shù)。該技術(shù)目的在于校正比較器的失調(diào)，實(shí)現(xiàn)溢出判斷功能，以提高系統(tǒng)線性度。 首先，通過(guò)研究流水線采樣保持電路

2、、子ADC、子DAC和殘差放大級(jí)的主要誤差機(jī)制，用函數(shù)表達(dá)式將誤差等效到采樣輸出端，量化各部分誤差對(duì)系統(tǒng)性能的影響。分析結(jié)果表明，第一級(jí)的精度對(duì)系統(tǒng)線性度的影響是至關(guān)重要的。然后，在深入分析冗余位算法的基礎(chǔ)上，提出了新型的校正算法，針對(duì)傳統(tǒng)算法不能判斷信號(hào)超出ADC處理范圍的不足，增加了溢出判斷功能，既能有效校正比較器的失調(diào)，又防止了信號(hào)溢出時(shí)的誤碼輸出，保證了系統(tǒng)的性能。該算法是通過(guò)改變第一級(jí)子AD結(jié)構(gòu)和編碼邏輯以及增加兩部分?jǐn)?shù)字電路

3、得以實(shí)現(xiàn)的。在0.35μm工藝水平下，通過(guò)折衷考慮提高系統(tǒng)線性度和降低功耗的要求，將流水線第一級(jí)精度取為2.5位，采用改進(jìn)的冗余位算法，并結(jié)合全差分結(jié)構(gòu)，下底板采樣等技術(shù)對(duì)一個(gè)(2.5+1.5×5+3)結(jié)構(gòu)的10位100Msample/s流水線ADC系統(tǒng)進(jìn)行校正。另外，在數(shù)字輸出級(jí)設(shè)計(jì)了二進(jìn)制碼和移碼兩種編碼方式，使ADC有更大的應(yīng)用范圍?；赟MIC0.35μm/3.3V2P3MSi-CMOS標(biāo)準(zhǔn)工藝模型，采用HSPICE軟件對(duì)該流水