得益于数字处理技术和数字处理器的发展,数字产品的应用越来越广泛,数字化的趋势也越来越明显,传统的模拟处理方式逐渐被数字处理方式所替代。工艺的进步使数字电路能够在更高的速度下实现更复杂的算法逻辑,因而设计高速高精度的模数转换器以解决数字处理的瓶颈变得越来越重要。在已有模数转换器的基本结构中,逐次逼近(Successive Approximation)型和过采样(Oversampling)型可以实现比较高的精度,但受结构的限制这两种类型都难以实现更高的速度。流水线结构模数转换器是一种研究和应用非常广泛的模数转换器结构,其本身并非属于基本的模数转换器结构,但在精度、速度和功耗上相对其它类型有很大的改进,是高速高精度领域的主要应用类型。由于电路中存在各种非理想因素,如运算放大器的有限开环增益、比较器的输入偏置电压和电容的匹配误差等,流水线模数转换器的精度一般可以达到10位。尽管部分非理想因素可以通过改进电路设计和详细的电路参数规划来降低或消除其影响而获得更高的精度,但要获得12位以上的精度,就需要某种扩展模数转换器线性度的技术。自校准技术是一种利用模数转换器自身的特性来提高转换器线性度的技术,是高精度流水线结构模数转换器的常用技术。本文论述了高速高精度流水线结构模数转换器的设计。论文对流水线中各种非理想因素及其产生的误差进行了详细分析,提出了建立流水线结构系统数学模型,并利用模型进行误差分析的方法。基于对流水线模型的系统分析,论文详细阐述了数字修正(Digital Correction)技术和数字自校准(Digital Self-Calibration)技术的作用和意义。论文重点论述了一种简单而有效的数字自校准方法。同时,作为数字自校准技术的扩展,论文提出了增益调整(Gain-Error Correction)的概念和实现方法以降低高精度系统对运算放大器开环增益和电容匹配误差的要求。本文以12位模数转换器为例,通过使用Matlab程序仿真,验证了各误差处理技术对提高模数转换器线性度的有效性。