一种4位2Gs/s FLASH A/D转换器设计及组合应用设计

摘要

超高速模数转换器是信号处理系统中的重要组成部分，在雷达、高速宽带数字接收机、高速硬盘、声纳以及众多消费电子产品中应用非常广泛。同时，数字信号处理电路的发展对A/D转换器的速度的要求也越来越高。在超高速应用中，全并行结构是最合适的结构。但传统全并行结构的精度最高只能达到8位，若要实现更高精度会相当困难，往往需要通过一些新的结构并使用位数较低的全并行A/D作为单元电路，实现高速高精度的应用。 本文介绍了一种4位2Gs/s全并行A/D转换器的设计，详细介绍了该结构的功能和特性。超高速A/D转换器设计对模拟电路模块的失调、带宽等性能有很高的要求，因此本文针对主要的模拟电路模块分别进行了具体分析和优化，设计出超高速比较器，该比较器具有失调电压低，功耗小的特点。然后对利用该4位A/D转换器实现8位和12位超高速A/D的结构进行了一些研究。 本文采用SMIC0．18μm CMOS混合信号工艺，实现了一种4位2Gs/s全并行A/D转换器设计，并采用Cadence Spectre进行了仿真验证。论文所设计的4位精度A/D转换器的电源电压为1．8V，时钟频率为2GHz、输入信号频率为400MHz时的转换器功耗为10．85mW。

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第一章 绪论

1.1概述

1.2模数转换器的应用领域以及发展趋势

1.3论文结构

第二章 超高速模数转换器性能指标和结构

2.1概述

2.2模数转换器的性能指标

2.2.1静态参数(Static Parameters，SP)

2.2.2频域动态参数(Frequency-Domain Dynamic Parameters，FDDP)

2.2.3时域动态参数(Time-Domain Dynamic Parameters，TDDP)

2.2.4其它参数

2.3超高速模数转换器的结构

2.3.1全并行结构(Fun Flash)

2.3.2传统两步式结构(Traditional Two Step)

2.3.3多级结构(Multi-step ADC)

2.3.4流水线结构(Pipeline ADC)

2.3.5折叠结构(Folding)

2.3.6插值技术(Interpolation)

2.3.7时间交叉(Time-Interleaved)

2.4超高速模数转换器设计的问题

2.5本章小结

第三章 一种4位2GS/S FLASH A/D转换器设计及组合应用设计

3.1概述

3.2系统模块设计

3.2.1电阻分压网络

3.2.2比较器电路的设计

3.2.3编码电路设计

3.3组合应用设计

3.4本章小结

第四章 电路系统的仿真与版图设计

4.1电路系统的仿真

4.2版图设计

4.2.1高速高精度混合信号设计原则

4.2.2 ADC版图布局和设计

4.3本章小结

第五章 总结

致谢

参考文献

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