折叠插值A/D转换器前台校准技术研究及电路实现

发布时间：2024-07-02 01:06

　　折叠插值A/D转换器由于采用折叠技术和插值技术,在实现超高速高精度A/D转换器领域具有良好的潜力,但是由于折叠插值A/D转换器采用全开环结构,工艺失配引入的失调失配误差会严重限制超高速采样时的精度性能。国内外研究人员提出并采用各种校准技术来消除失调失配误差对折叠插值A/D转换器性能的影响。其中前台校准技术简单高效、设计复杂度小,在提升折叠插值A/D转换器性能方面具有重要研究意义和应用价值,.本文将重点研究。本文首先介绍了折叠插值A/D转换器的工作原理,针对10bits、1GSps的设计指标,采用了两通道时间交织六级流水线级联的折叠插值架构,在此基础上对通道内和通道间存在的失调失配、增益误差等非理想因素进行了分析和建模。其次研究了基于电流舵DAC的前台校准技术,设计了前台校准流程和误差补偿控制算法,从而达到校准预放大器输出失调、第二级和第三级折叠器输入对管失调和尾电流源失配,以及保证参考电压范围精确的目的。最后设计了折叠插值A/D转换器前台校准关键电路,包括用于产生校准参考电压信号的前台校准向量DAC电路、校准预放大器输出失调的电流舵DAC电路。其中电流舵DAC电路采用“5+2”分段式结...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１传统的折叠插值Ａ／Ｄ转换器架构??

折叠插值Ａ／Ｄ转换器包括粗量化通道和细量化通道，粗细量化通道的量化过??程同步进行，实现精度的同时可以保证很高的转换速率。??图２．丨为传统的折叠插值Ａ／Ｄ转换器架构，模拟输入信号Ｖｉｎ经采样保持电路??采样后输入到预放大器阵列中，预放大器阵列通过比较采样后的信号和参考电压??信....

图２．３粗量．化编码与折叠器输出信号对应示意图??Ｆｉｇ?２．３?Ｃｏａｒｓｅ?ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ?ｃｏｄｉｎｇ?ａｎｄ?ｆｏｌｄｅｒ?ｏｕｔｐｕｔ?ｓｉｇｎａｌ??

?Ｖｏｕｔｐ??Ｖｉｎｐ?丨［?￣ｊ｜?Ｖｒｅｆｐ?Ｖｒｅｆｎ?｜?［?￣￣ｊ｜?Ｖｉｎｎ??图２．２全差分结构的预放大器??Ｆｉｇ?２．２?Ｆｕｌｌｙ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ?ｐｒｅａｍｐｌｉｆｉｅｒ??折叠电路用于折叠连接预放大阵列输出的过零点信号，产生与粗量化量化区??间....

图２．２全差分结构的预放大器??

折叠电路用于折叠连接预放大阵列输出的过零点信号，产生与粗量化量化区??间相对应的折叠波形，实现与粗量化过程的对应。以一个粗量化精度为３ｂｉｔｓ的折??叠插值Ａ／Ｄ转换器为例来说明，图２．３是粗量化编码与折叠器输出信号对应示意??图。输入信号—为〇．６５ＶＦＳ时，粗量化编码输出为１....

图２．４折叠器工作原理??

本文编号：3999460