【摘 要】
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当前,通信应用中数字信号处理多样性在急剧的增加,这使得在接收数据的路径中前置高速的模数转换器成为一种必然的选择.但是,我们必须在从直流到Nyquist频率的范围内,模数转换
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当前,通信应用中数字信号处理多样性在急剧的增加,这使得在接收数据的路径中前置高速的模数转换器成为一种必然的选择.但是,我们必须在从直流到Nyquist频率的范围内,模数转换器能保持良好的动态性能.到目前为止,高速低精度转换器已在硬盘驱动读取、局域网接口电路和通信电路中获得广泛应用,而Flash架构的模数转换器正是最佳的选择.然而,Flash模数转换器的主要缺点就是:随着精度的增加,比较器的数量以精度的指数增加;同样的,芯片的面积和功耗也指数增加.该论文的目的就是设计一个6-b 100Ms/s的Flash模数转换器,并把INL/DNL控制在0.5LSB以下,并使得芯片的面积和功耗尽可能小.为了在减少比较器的数量的同时不改变Flash架构的特征,折叠-插值模数转换器在理论上是一个非常好的选择.但是,折叠技术本身固有一些缺点如非线性度、增益误差以及最致命的一个缺陷:折叠单元电路的频率倍乘效应.这些都使得折叠技术在100M以上的模数转换器中的应用受到很大的制约.与此相比,插值技术最直接的优点就是减少了过零点产生电路和参考电平的数量,在提高速度的同时,也使得DNL有明显的减小.所以,在我们的设计中仅采用了插值技术.此外,我们通过在相邻的重复单元的输出间加入横向插值电阻,实现了电阻型失调平均化技术.最终的结果表明:该设计所采用的架构能达到非常好的静态/动态性能.最终,这个6-b 100Ms/s Flash模数转换器的无杂散动态范围达到40dB以上,信噪失真比达到35dB以上(35MHz输入信号,100MHz采样信号),积分非线性误差小于0.5LSB,微分非线性误差小于0.35LSB.在0.18um的工艺条件下,整个芯片面积仅为0.5mm<2>;当电源电压位3.3V时,芯片的功耗为70mW.
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