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本文首先介绍了流水线ADC的常用性能参数和基本结构，以1.5比特位级结构为例详细的分析了ADC中的各个误差源和噪声源，最终推导出了包含非理想因素的数学模型。在这一数学模型的基础上使用了MATLABSimulink建立了一个模型库，可以方便的配置不同结构的流水线ADC。 本文的设计目标是12比特位20MHz采样频率的流水线ADC，为了达到这一精度，需要使用校准电路。本文研究了两种流行的数字后台校准技术:信号依赖的PN注入校准和最小均方差校准技术。对于信号依赖的PN注入校准，详细的分析了如何进行信号依赖的校准信号注入，分析了校准收敛精度与收敛时间和PN序列长度、注入信号幅度的关系并给出了结论。在已有文献的研究基础上提出了改进方案，最终使用Simulink模型进行了仿真与验证。对于最小均方差校准技术，主要分析了在电容失配、增益误差、系统失调和三阶非线性的影响下如何使用自适应滤波器进行数字后台校准，最后使用Simulink模型进行了仿真与验证。在比较两种校准算法的优缺点后，确定了采用最小均方差校准技术。 在选定流水线ADC采用1个前端采样保持电路加10个1.5比特位级和一个2比特位闪烁ADC的结构后，根据设计需求进行了手工计算，得到了电路设计的初始参数，将这些参数代入Simulink模型进行了仿真分析与优化，确认了最后的电路设计参数。在选定电路参数的基础上，选择了合适了电路结构来实现ADC。