一種可重構(gòu)流水線ADC的設(shè)計(jì)

摘要：對(duì)多標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線通信系統(tǒng)中的A／D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行了研究，根據(jù)無(wú)線通信系統(tǒng)的特點(diǎn)，構(gòu)建了一個(gè)新型可重構(gòu)流水線A／D轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)，該A／D轉(zhuǎn)換器的可重構(gòu)功能是通過(guò)在低分辨率下關(guān)斷子級(jí)流水線來(lái)實(shí)現(xiàn)的。轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)指標(biāo)為6～14 b，從而可以在保證不影響ADC性能的前提下，引入新穎的可重構(gòu)控制以進(jìn)一步降低功耗。最后對(duì)改進(jìn)的可重構(gòu)流水線ADC進(jìn)行了性能仿真。
關(guān)鍵詞：多標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線通信系統(tǒng)；流水線A／D轉(zhuǎn)換器；可重構(gòu)控制；性能仿真

隨著無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展，各種無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)正在往更高數(shù)據(jù)傳輸率的方向發(fā)展，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，以便提供更多更好的服務(wù)。所以隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線終端對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率和質(zhì)量的要求更高，對(duì)ADC的速度、精度也就提出更高的要求。同時(shí)隨著無(wú)線通信協(xié)議的快速發(fā)展，多種不同的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的共存變得不可避免，它們?cè)试S的輸入信號(hào)頻率范圍、帶寬、動(dòng)態(tài)范圍等都存在著很大的不同，因此這些協(xié)議所需要模／數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作模式也是不一樣的。本文通過(guò)對(duì)無(wú)線通信系統(tǒng)中A／D轉(zhuǎn)換器的可重構(gòu)技術(shù)的研究，使其能夠改變系統(tǒng)工作模式，達(dá)到降低設(shè)備功耗，提高數(shù)據(jù)處理速度，減少成本和設(shè)備模塊的目的，該課題具有一定的研究?jī)r(jià)值。

1 無(wú)線通信系統(tǒng)的A／D轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)
1．1 多種無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的A／D轉(zhuǎn)換器指標(biāo)要求
本文研究的無(wú)線通信系統(tǒng)A／D轉(zhuǎn)換器的指標(biāo)要求如表1所示。可以看出無(wú)線終端中的A／D轉(zhuǎn)換器性能需求包括分辨率在6～14位之間，采樣速率在10～300 MS／s之間。未來(lái)的通信系統(tǒng)將能提供多種服務(wù)的集成，所以除了更高的數(shù)據(jù)傳輸速率外，多種服務(wù)的集合也是多標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線終端的一個(gè)重要特性。

1．2 流水線ADC逐級(jí)Scaling down技術(shù)
當(dāng)前出于低功耗設(shè)計(jì)的需要，逐級(jí)Scaling down設(shè)計(jì)技術(shù)目前得到了廣泛的研究。流水線ADC逐級(jí)Scaling down主要包括各級(jí)采樣電容取值的逐級(jí)縮減以及各級(jí)MDAC中OTA運(yùn)放參數(shù)的縮減，為了便于本文核心觀點(diǎn)的論述，對(duì)于各級(jí)采樣電容的取值以及OTA運(yùn)放的關(guān)鍵參數(shù)，本文采用文獻(xiàn)所建議的優(yōu)化值。同時(shí)相應(yīng)列出文獻(xiàn)提供的各級(jí)流水線的功耗，如表2所示。