适用于多标准无线终端的可重构流水线ADC研究

摘要

随着无线通信协议的快速发展，多种不同的协议标准的共存变得不可避免，它们允许的输入信号频率范围、带宽、动态范围等都存在着很大的不同，因此这些协议所需要模数转换器的分辨率也是不一样的。本文对适用于多标准无线终端的可重构流水线ADC进行了研究。主要内容如下： ⑴在深入理解多标准无线终端对ADC性能要求的基础上，对比分析了现有ADC结构的优缺点，结合最新的流水线ADC研究设计成果，提出了一种改进的可重构流水线ADC结构。该结构是在传统流水线ADC结构的基础上，注意到各流水线级可以进行逐级Scaling down设计，为此提出了一种采用在较低分辨率模式下通过关断前级流水线来实现可重构的结构，以满足多标准无线终端的应用要求。 ⑵为评估改进的可重构流水线ADC的性能，在Matlab/Simulink环境下，充分考虑电路实现时的各种非理想因素，对其进行了非理想建模仿真。通过非理想模型仿真，可以考量各种非理想因素对ADC性能的影响，能可靠有效地评估ADC性能。通过非理想模型仿真了额外增加的可重构控制开关对ADC性能的影响，结果表明：通过合理设计MOS管的宽长比，可以将MOS开关对ADC性能的影响降至可以忽略。从而在保证不影响ADC性能的前提下，引入新颖的可重构控制以进一步降低功耗。 ⑶对改进的可重构流水线ADC进行了性能仿真，结果表明：该可重构流水线ADC在各种模式下能够达到满意的性能指标，满足多标准无线终端的应用要求。同时，在较低分辨率位数工作模式下其功耗相比分辨率位数固定的ADC能降低达55％左右，相比Stojcevski等人提出的可重构流水线ADC亦可降低功耗达15％以上。