一種可配置Pipeline ADC系統(tǒng)設(shè)計與研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)和計算機無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，移動通信系統(tǒng)和無線連接方式逐步成為人們關(guān)注和研究的熱點。第四代移動通信系統(tǒng)(4G)集多種無線協(xié)議融為一體，而多協(xié)議無線設(shè)備需要系統(tǒng)內(nèi)ADC具有多樣化的輸出精度和工作頻率。為了滿足多協(xié)議無線設(shè)備的需求，并從降低系統(tǒng)功耗和芯片面積出發(fā)，本文在動態(tài)配置ADC系統(tǒng)與電路設(shè)計方面開展系統(tǒng)性研究，研究精度與工作頻率可配置的ADC系統(tǒng)以適應(yīng)未來移動通信系統(tǒng)的需求，具有較高的學(xué)術(shù)價值和實際應(yīng)用前景。

2、本文采用“自頂向下”(Top-Down)的設(shè)計方法，重點關(guān)注可配置ADC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)建模和系統(tǒng)仿真測試研究，建立可配置ADC系統(tǒng)研究設(shè)計的基本平臺，并為系統(tǒng)電路設(shè)計出合理的指標要求與性能驗證。基于功能與性能指標約束下的系統(tǒng)設(shè)計是本論文工作的基本出發(fā)點。 論文通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器基本結(jié)構(gòu)的分析，并應(yīng)用ADC系統(tǒng)Nyquist采樣原理，得到了無失真模擬信號恢復(fù)所需的最低采樣頻率與信號頻率的關(guān)系，討論了高速高精度ADC系統(tǒng)有關(guān)的核心性能

3、參數(shù)指標。PipelineADC具有速度與精度的雙重優(yōu)勢，同樣也成為可配置ADC的首選結(jié)構(gòu)之一，可配置的Pipeline ADC能夠在保持基本性能約束的條件下進一步協(xié)調(diào)速度與精度的不同需求，擴展電路的應(yīng)用領(lǐng)域與范圍，因此選擇Pipeline結(jié)構(gòu)作為本文可配置ADC系統(tǒng)的研究課題。 在探討Pipeline ADC系統(tǒng)的系統(tǒng)工作原理和冗余糾錯結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上。分析了Pipeline ADC系統(tǒng)的精度和工作頻率可配置方法，并討論了每種方法

4、的優(yōu)缺點和應(yīng)用場合?；谘h(huán)(Cyclic)ADC結(jié)構(gòu)，提出了一種兼容精度與工作頻率可配置的一種Pipeline ADC系統(tǒng)實用結(jié)構(gòu)，可配置Pipeline ADC系統(tǒng)的精度為8/10/12Bit，工作頻率為10/20/40MHz。通過分析了可配置Pipeline ADC系統(tǒng)原理，對可配置Pipeline ADC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和子模塊結(jié)構(gòu)進行的分析設(shè)計。 分析了可配置Pipeline ADC系統(tǒng)中各類非理想因素對系統(tǒng)性能的影響，主要

5、包括時鐘抖動(ClockJitter)、開關(guān)電路熱噪聲、電容匹配誤差、運放有限增益、運放有限單位增益帶寬(GBW)、運放有限壓擺率(SR)和失調(diào)誤差等。利用Matlab仿真環(huán)境，提出了一種新型可配置Pipeline ADC系統(tǒng)誤差源建模方法，實現(xiàn)了Matlab下Pipeline ADC系統(tǒng)行為級仿真平臺，系統(tǒng)電路的Spectre模擬仿真結(jié)果驗正了系統(tǒng)設(shè)計的正確性和有效性，對具體電路設(shè)計起到指導(dǎo)作用，設(shè)計效率明顯提高。 在系統(tǒng)設(shè)計