论文部分内容阅读
随着中高速传感器网络等无线通信技术的发展,系统对模数转换器的性能要求越来越高。高速流水线模数转换器实现了速度与精度的良好折中,在通信系统及仪器仪表等方面有着广泛的应用,具有重要的研究价值。 常见的高速流水线型模数转换器由一个采样保持放大器、多级相同的1.5比特量化级及一个2比特Flash ADC构成,系统功耗较大。本课题采用无采样保持放大器技术,比常见结构少用一个运放,节省了系统功耗;使用运放共享技术,将运放个数由常见结构的八个降为四个;使用电容共享、逐级缩小和增益为一的第一量化级技术,使第一、二级共享运放的反馈系数和负载都相同,即实现了前两级共享运放的负载平衡;第三到八级电容大小相同、连接方式相同,共享运放的反馈系数和负载均相同。系统整体上实现了所有共享运放的负载平衡,将ADC的模拟功耗降低到常见的1.5比特结构的14%。使用负载平衡运放的Pipeline ADC避免了运放功耗的浪费,提高了系统的功耗效率。 本设计采用了TSMC0.18岬1P6M CMOS工艺,电源电压1.8V,ADC的精度是10位,采样率是200MSample/s,输入信号单端摆幅为1.2V,ADC芯片整体面积为1.2mm×1.2mm,功耗为152mW。输入信号频率4.6875MHz时,SFDR为63.3dB,SNDR为57.7dB,有效位数为9.3bit;输入信号频率为98.4375MHz时, SFDR为58.8dB,SNDR为52.9dB,ENOB为8.5位。 经测试,在50MS/s采样率下,ADC的最大ENOB可达7.5-bit,ADC整体功能正常。