一种用于无线通信系统的折叠adc设计

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1、＇■ｉ４ｉ才寺成Ａ著ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ专业学位硕±学位论文ｉ！ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ勸论文题目一种用于无线通信系统的折叠ＡＤＣ设计专业学位类别工程硕丈学号２０１３２２０３０２０３作者姓名富浩字指导教师唐鹤教授■ｉ－，占＇：；－‘■＇‘■＇分类号密级注1UDCADC指导教师申请学位级别专业学位类别工程领域名称

2、提交论文日期2016.5论文答辩日期2016.5学位授予单位和日期20165答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。DesignofFoldingADCforWirelessCommunicationSystemAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:HaoyuFuSupervisor:HeTangSchool:SchoolofMicroelectroni

3、csandSolid-StateElectronics独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方夕Ｋ论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我＾同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表Ｗ谢意。ｆ＾作者签名：日期；年月戸日巧论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口

4、或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可［＾将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名；导师签名；日期；心乂年＾月＾日摘要摘要日益进步的无线通信系统对应用于其中的ADC性能指标提出了更高的要求。中等分辨率的高速ADC广泛应用于这类系统当中。随着通信速度的不断提高，ADC的采样速度成为限制系统速度的主要瓶颈。为了实现更高的采样速度，折叠插值结构相比常规的高速全并行ADC拥有更小的功

5、耗，因此折叠插值结构常常作为高速ADC结构的首选。但单个ADC受限于工艺，只能实现有限的采样速度。为了进一步提高采样速度，引入多通道时间交织技术使采样速度成倍增加，突破工艺极限。采用多通道时间交织技术的折叠插值ADC将成为今后应用于无线通信系统的主流ADC。本文针对无线通信系统的发展趋势和特点，设计了一款4通道时间交织ADC，设计基于台积电65nmCMOS工艺，实现采样速度2GSps，有效分辨率7.86bit，达到了设计目标。本文首先介绍了ADC设计中的关键性能参数，详细解释了各参数的意义，以便衡量ADC的性能优劣。然后分析了多通道时间交织技术

6、的工作原理，并利用傅里叶变换在频域上分析了多通道ADC三个主要的误差源，即通道间失调失配，通道间增益失配，通道间时序失配。在此基础上估算出各种误差对ADC动态性能的影响，并介绍了一种基于统计性质的数模混合校正算法。其次详细解释了折叠和插值原理。介绍了并联折叠和级联折叠，并分析了折叠电路与插值点路中存在的主要误差源。最后详细介绍了ADC结构中的各个子电路模块。分析了常规栅压自举开关中与输入相关的时钟馈通误差，并提出一种全新的电容补偿方法，仿真结果显示这种新的补偿方法可以有效抑制时钟馈通效应引起的基座误差。分析并仿真了折叠插值电路产生的32条折叠插

7、值曲线，验证了折叠插值功能的正确性。推导了编码与位同步逻辑，在编码电路中引入了气泡校正模块，并在最后完成了ADC整体的动态仿真。关键词：时间交织，折叠插值，ADC，无线通信系统，超高速IABSTRACTABSTRACTThecontinuousimprovementofwirelesscommunicationsystemsputforwardhigherrequirementsonADCs.HighspeedandmediumresolutionADCsarewidelyusedinthiskindofsystems.Withtheincre

8、asingspeedofcommunication,thesamplingspeedofADChasbecomeamajorbottlenecktol