第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 高速模数转换器最新发展现状 2
1.3 流水线ADC最新研究进展 6
1.4 本书的主要内容 8
参考文献 9
第2章 高速模数转换器的性能参数 13
2.1 理想模数转换器 13
2.2 ADC的分类 14
2.3 高速ADC静态参数 15
2.3.1 分辨率 15
2.3.2 量化误差 15
2.3.3 偏置失调误差 16
2.3.4 增益误差 16
2.3.5 微分非线性误差 17
2.3.6 积分非线性误差 17
2.3.7 绝对精度误差 18
2.4 高速ADC频域参数 19
2.4.1 量化噪声 19
2.4.2 信噪比 19
2.4.3 总谐波失真 20
2.4.4 信号与噪声加畸变比 20
2.4.5 总谐波失真加噪声 21
2.4.6 有效位 21
2.4.7 无杂散动态范围 21
2.4.8 模拟带宽 23
2.4.9 互调失真 24
2.5 高速ADC动态参数 25
2.5.1 孔径时间 26
2.5.2 孔径误差 26
2.5.3 有效孔径时间 26
2.5.4 孔径抖动及其引起的误差 27
2.6 小结 30
参考文献 30
第3章 高速模数转换器的主要结构 31
3.1 全并行ADC结构 31
3.2 两步式ADC结构 32
3.3 流水线ADC结构 33
3.4 折叠插值ADC结构 34
3.5 时间交织技术 36
3.6 小结 37
参考文献 37
第4章 低功耗流水线ADC实现技术 38
4.1 流水线ADC典型实现技术 38
4.1.1 流水线ADC基本原理 38
4.2 开关电容流水线ADC及其性能限制 39
4.2.1 基于OTA的开关电容流水线ADC实现技术 39
4.2.2 工艺特征尺寸缩小对开关电容ADC的限制 40
4.3 低功耗流水线ADC设计技术 41
4.3.1 运放共享技术 42
4.3.2 数字辅助的开关电容技术 42
4.3.3 开环运放技术 43
4.3.4 基于比较器的开关电容技术 44
4.3.5 基于过零检测的开关电容技术 46
4.3.6 基于动态源极跟随器的开关电容技术 47
4.3.7 电荷域流水线ADC技术 48
4.3.8 各类低功耗技术对比 49
4.4 小结 50
参考文献 50
第5章 电荷域流水线ADC原理及关键电路实现方法 52
5.1 电荷域信号处理技术背景 52
5.2 电荷域流水线ADC结构及原理 54
5.2.1 基本电荷传输原理 54
5.2.2 具备电荷加减功能的传输电路 55
5.2.3 电荷域ADC子级电路 56
5.2.4 电荷域ADC子级电路及共模电荷分析 58
5.3 电荷传输电路 59
5.3.1 基本BBD电荷传输电路 59
5.3.2 增强型BBD电荷传输电路 60
5.3.3 PVT不敏感增强型BBD电荷传输电路 63
5.3.4 Replica控制增强型BBD电荷传输电路 66
5.4 电荷域每级1位流水线子级电路 67
5.4.1 传统开关电容的1位流水线子级电路的实现方法 67
5.4.2 电荷域1位流水线子级电路的实现方法 68
5.4.3 比较器失调以及增益误差对子ADC的影响 71
5.5 电荷域每级1.5位流水线子级电路 73
5.5.1 传统电压型1.5位流水线子级的实现方法 73
5.5.2 电荷域1.5位流水线子级电路的实现方法 75
5.5.3 电荷域1.5位流水线子级的级联 78
5.6 2.5 位流水线子级电路实现及理论分析 80
5.6.1 电荷域2.5位流水线子级电路结构 80
5.6.2 2.5 位流水线子级电路理论分析 80
5.7 采样保持电路 83
5.8 电荷比较器电路 85
5.8.1 电荷比较器电路结构 85
5.8.2 动态锁存比较器电路 86
5.9 小结 87
参考文献 87
第6章 高速ADC通用功能模块实现 89
6.1 高速低抖动时钟产生模块 89
6.1.1 基本时钟接收及恢复电路 89
6.1.2 时钟相位产生电路 94
6.2 高线性度采样开关 97
6.2.1 MOS开关的非理想特性 97
6.2.2 栅压自举开关 100
6.3 高速输出接口技术 103
6.3.1 数字逻辑接口标准 103
6.3.2 串行差分输出接口 104
6.3.3 总线输出接口在ADC中的应用 111
6.4 小结 119
参考文献 119
第7章 电荷域低功耗10位250MSPS流水线ADC设计实例 122
7.1 电荷域10位250MSPS流水线ADC系统设计 122
7.1.1 ADC系统架构设计 122
7.1.2 各子级电路量化电荷的选取和优化 123
7.2 电荷域10位250MSPS流水线ADC关键模块实现 124
7.2.1 高性能采样保持电路 124
7.2.2 2.5位子级电路 125
7.2.3 3位全并行ADC电路 128
7.2.4 基准电压产生及驱动电路 129
7.2.5 ADC总体仿真结果 133
7.3 电荷域10位250MSPS流水线ADC版图设计 135
7.3.1 数模混合信号电路版图设计技巧 135
7.3.2 10位250MSPS电荷域ADC版图设计 139
7.4 电荷域10位250MSPS流水线ADC测试 141
7.4.1 高速ADC测试方法 141
7.4.2 测试方案 143
7.4.3 测试结果及分析 150
7.5 小结 151
参考文献 151
第8章 时间交织10位250MSPS电荷域流水线ADC设计实例 153
8.1 时间交织ADC实现技术 153
8.1.1 时间交织ADC结构及原理 153
8.1.2 时间交织ADC关键功能模块 154
8.2 时间交织电荷域流水线ADC设计 157
8.2.1 低功耗ADC系统设计 157
8.2.2 分布式时钟产生系统 158
8.2.3 其他功能模块电路设计 164
8.2.4 10位250MS／s ADC版图设计 168
8.2.5 10位250MSPS ADC测试 170
8.3 小结 171
参考文献 172