模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)是用来将自然界中的温度、声音、压力等模拟信号,转换为数字信号的器件。对于流水线ADC来说,因其兼顾高速度,高精度以及低功耗等优点,被广泛的应用在无线通信系统,视频成像系统,有源相控阵雷达等领域中,逐渐成为了研究的热点。随着CMOS工艺技术的发展,通过复杂的模拟电路来补偿流水线ADC的误差已变得越来越困难。而采用数字校准技术不仅减小流水线ADC的设计面积,降低功耗等,而且也降低了设计的复杂性以及难度。数字校准技术已经成为提升流水线模数转换器工作性能的新手段新技术。本文先对流水线ADC工作的原理进行介绍,并研究分析存在于流水线ADC中的误差对ADC性能的影响。利用MDAC的传递函数介绍了基于LMS算法校准流水线ADC的基本原理,之后在Matlab/Simulink平台上建立校准模型,并验证模型有效性。其次,为了更好的解决LMS算法收敛速度和精度之间的矛盾,本文还进行了基于符号变步长的LMS算法的研究,从Matlab仿真的结果上可以看出,在输入相同的情况下,变步长算法校准后的流水线ADC,无杂散动态范围由46.32dB提升到82.77dB,有效位则由7.32位提高到11.52位,同时变步长算法的迭代次数明显减少,校准时间缩短。之后确定了变步长校准系统的整体设计方案。通过采用自顶向下的方式将对系统内部模块进行设计。最后,在Xilinx Virtex-5 ML507开发板上搭建系统的测试平台。同时对校准系统的数字硬件电路进行了优化。在相同输入的情况下,符号变步长LMS算法校准后的流水线ADC,无杂散动态范围由46.32dB提升到80.79dB,有效位则由7.32位提高到11.02位。结果表明,经过符号变步长算法的校准,流水线ADC拥有更好的性能。