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高速模数转换器(ADC)被广泛应用于超带宽系统、硬盘驱动读取信道、无线系统、雷达探测系统等领域。而随着电子产品功能的发展,对模数转换器的性能要求越来越高,为了适应这些要求,ADC主要向低功耗、高分辨率和高速度方向发展,同时也增加了高速ADC的设计难度。在高速ADC的设计中,即使对于经验丰富的工程师,也需要大量的重复仿真与优化来尝试不同的结构和设计参数,通过枚举的方法找出一个相对优化的设计方案。然而,这种传统的设计方法既繁琐费时又不够科学严谨,为了解决这一问题,本文将针对高速ADC中预放大器阵列的结构、带宽和失调电压进行深入研究。在现有的高速ADC量化模型和辅助设计方法研究的基础上,本文提出了一种适用于高速ADC的量化模型,并在此基础上提出一种辅助高速ADC设计的方法。该量化模型适用于典型的带插值/均值技术的多级式预放大器阵列,通过一组输出节点静态电流方程表征预放大器阵列的静态工作状态,通过小信号电流方程组表征预放大器阵列的小信号模型,将整个预放大器阵列近似等效为一个单极点系统,同时借助计算机数据拟合和迭代算法,可以计算得出不同设计参数下预放大器阵列的增益和带宽。再结合不同工艺库中器件失配参数和预放大器阵列的小信号模型,可计算出预放大器阵列的失调电压,从而建立起一套适用于高速ADC的预放大器阵列的量化模型,同时也得到一种借助于计算机的高速ADC设计的辅助方法。本文首先简述了高速ADC量化模型的研究动态和理论基础,然后详细剖析了常见高速ADC的设计难点及关键技术,随后对提出的量化模型进行了理论推导,并详细阐述了辅助设计方法的原理、适用范围和验证结果。最后借助Hspice仿真软件,基于TSMC 65nm工艺对验证电路的单个模块和整体系统进行了仿真与验证。结果表明该量化模型和辅助设计方法在实际的高速ADC设计中具有较高的准确性和可行性。