內容簡介
本書根據流水線模數轉換器（ADC）的原理和數字校準技術的新發展， 系統地介紹了流水線ADC中各個功能模組的原理、分析與設計，內容包括流水線ADC和數字校準技術的發展歷程；ADC的功能、分類、性能參數以及誤差模型；基於信號統計規律的數字校準算法；12位、40 MS/s流水線ADC的設計，基於權重的數字校準算法；14位、80 MS/s流水線ADC的設計；流水線ADC的版圖設計；10位、170 MS/s 流水線ADC的設計。
本書側重原理分析與工程設計，是模擬與數模混合積體電路設計的參考書，可供積體電路設計相關領域的研究人員參考，也可供積體電路設計專業的研究生使用。
目錄
第1章 緒論 1
1.1 本書研究的背景與意義 1
1.2 流水線ADC的發展與現狀 2
1.3 流水線ADC數字校準技術的發展與現狀 3
1.4 本書的研究目標、內容及主要創新點 5
1.5 本書內容 7
第2章 模數轉換器的基礎理論 8
2.1 模數轉換器的工作原理 8
2.2 幾種典型結構的模數轉換器 9
2.2.1 閃爍型ADC 9
2.2.2 摺疊內插式ADC 10
2.2.3 Σ-Δ ADC 11
2.2.4 主要ADC結構的性能比較 11
2.3 模數轉換器的性能參數 12
2.3.1 靜態性能參數 12
2.3.2 動態性能參數 14
2.4 流水線模數轉換器的電路結構及誤差 16
2.4.1 流水線ADC的結構 17
2.4.2 採樣/保持電路的誤差 17
2.4.3 子ADC的誤差 20
2.4.4 倍乘數模轉換器(MDAC)的誤差 22
2.4.5 流水線ADC的輸出 25
2.5 數字校正技術 26
2.6 流水線ADC的數字校準技術 30
2.7 本章小結 31
第3章 低功耗設計與基於信號統計規律的校準技術 32
3.1 數字校準技術與低功耗設計概述 32
3.2 開環餘量放大器 33
3.2.1 開環餘量放大器與閉環餘量放大器的比較 33
3.2.2 開環餘量放大器的非線性誤差 34
3.3 ADC的誤差模型 37
3.4 ADC中的調製信號 39
3.5 餘量曲線的距離與校準參數 40
3.6 利用信號統計規律求線性和非線性誤差 41
3.7 ADC的結構 44
3.8 ADC各級輸出的時序 45
3.9 ADC模擬電路的設計 46
3.9.1 採樣/保持電路 46
3.9.2 第1級4位子級 52
3.9.3 開環放大器 55
3.9.4 (1+1)位子級 59
3.9.5 基準產生電路 63
3.9.6 時鐘電路 67
3.10 數字校準電路的設計 68
3.10.1 三階誤差校準環路 68
3.10.2 自適應搜尋技術 70
3.10.3 二元函式查找表 71
3.10.4 一階誤差校準環路 73
3.10.5 仿真結果與分析 73
3.11 本章小結 75
第4章 基於權重的校準技術 77
4.1 概述 77
4.2 每級1位的流水線ADC 77
4.3 1位子級的誤差模型 79
4.4 前台校準技術 81
4.5 後台校準技術 82
4.6 電路結構 87
4.6.1 ADC整體結構的設計 87
4.6.2 有限狀態機的設計 88
4.6.3 編碼電路的設計 89
4.6.4 柵自舉開關的設計 90
4.7 ADC的仿真結果及分析 91
4.8 本章小結 94
第5章 ADC版圖設計、系統仿真與晶片測試 95
5.1 版圖的設計 95
5.1.1 主要設計原則 95
5.1.2 電路布局 96
5.1.3 採樣/保持電路的版圖設計 97
5.1.4 晶片的版圖照片 98
5.2 晶片1的仿真結果 98
5.3 本章小結 104
第6章 高轉換速率ADC的研究與實現 105
6.1 ADC的結構 105
6.2 輔助運放為電流放大器的運算放大器 106
6.2.1 電流放大器與電壓放大器的比較 107
6.2.2 運放的設計 109
6.2.3 仿真結果與分析 114
6.3 帶隙基準電路 116
6.4 10位170 MS/s ADC的測試結果 120
6.5 本章小結 123
第7章 總結與展望 125
7.1 總結 125
7.2 展望 126
附錄 餘量電壓函式反函式的求解 128
參考文獻 129
