APS系统中低功耗流水线型ADC的设计和研究

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在中高速ADC中,流水线型ADC因兼顾速度和精度的优势而得到广泛的应用。其应用范围主要包括图像采样处理,数字视频和快速以太网等多个方面。与此同时,随着电子产品日趋小型化和便携化,低功耗也成为考量电路的一个重要指标。   本文设计了一个8比特,5MS/s采样速率的流水线型ADC,用于有源像素传感器(APS)的读出电路。采用SMIC0.18μm工艺下,最大的DNL和INL分别为0.2LSB和0.8LSB,电路信噪比SNR为49.82dB,在3.3V驱动电压下,整体功耗为33mW。   在本设计中主要有以下几个特点:   其一,在像素点采样电路和模数转换电路之间使用相干双采样技术,不仅能够顺利地提取采样电路中每个像素点的曝光信号,同时能够抑制像素点采样电路的各种噪声和非理想因素的干扰,从而在整体上提高了信噪比,优化了系统性能。   其二,在ADC设计中,采用每级1.5比特结构和数字纠错技术,大大提高了运放和比较器的误差容限;在具体电路设计中,采用动态比较器、Power Down等技术大大降低了整体运放的功耗。  
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