适用于多标准无线终端的可重构流水线ADC研究

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1、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。本文首先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Scalingdown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

2、现可重构的结构，以满足多标准无线终端的应用要求。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。最

3、后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。关键词：流水线ADC，可重构，多标准，低功耗IAbstractWiththerapiddevelopmentofwirelesscommunicationprotocols,theco-existence

4、ofdifferentprotocolsbecomesinevitable.Theprotocolsrequiredifferentinputsignalfrequency,bandwidth,anddynamicrange.SotheADCshavedifferentresolutions.Inthispaper,therequirementsoftheADCperformanceforthemulti-standardwirelessterminalsarediscussedfirstly.The

5、ntheadvantagesanddisadvantagesoftheexistingvariousADCareanalysedandcompared.CombiningwiththelatestachievementsoftheresearchanddesignofthepipelinedADC,animprovedreconfigurablepipelinedADCisproposed.ItisbasedonthetraditionalpipelinedADC,noticingthatthepar

6、ametersofthepipelinedstagescanbescaleddownstagebystage.SotheproposedreconfigurablepipelineADCpowersoffthepreviousstagesinlowresolutionmodestorealizereconfigurationsoastomeetstheacquirementofmulti-standardwirelessterminals.Variouscircuitnon-idealitiesare

7、modeledinMatlab/SimulinktoevaluatetheperformanceoftheproposedADC.Withthesimulationofthenon-ideasmodel,theimpactsontheperformanceoftheADCofthenon-idealitiescanbeestimated.Sothenon-idealmodelcanbeusedtoevaluatetheperformanceoftheADC.Thentheextrareconfigur

8、ablecontrolswitches'non-idealitiesaremodeledwithemphasisandsimulationresultsshowthatnon-idealitiescanbeneglectediftheaspectsoftheMOSswitcheschosenappropriately.Inthiscondition,anovelreconfigurablecontrolcanbeintroducedtoreducemuc