用于時(shí)間交織ADC的高精度開(kāi)環(huán)跟蹤保持電路設計

0 引言

隨著(zhù)數字通信系統的發(fā)展，高速數字處理系統對模擬信號和數字信號之間的轉換要求越來(lái)越高。目前高性能模數轉換器(ADC)的兩大主要發(fā)展方向是高速、中低精度ADC和低速、高精度ADC。前端TH電路通常是ADC設計的一個(gè)關(guān)鍵，其動(dòng)態(tài)精度的好壞直接影響著(zhù)ADC性能的優(yōu)劣。

　　1 開(kāi)環(huán)TH電路

　　在超高速ADC的設計中，一般多采用全并行Flash結構或者是時(shí)間交織結構。

　　而在時(shí)間交織結構中，其前端TH電路則可以根據設計要求分別采用開(kāi)環(huán)或者閉環(huán)結構。閉環(huán)結構速度較低，精度較高，而開(kāi)環(huán)結構速度高，但本身精度較低。本設計中采用后者。

　　TH電路的失真主要來(lái)源于非線(xiàn)性MOS開(kāi)關(guān)電阻、開(kāi)關(guān)寄生電容和開(kāi)關(guān)電荷注入。MOS開(kāi)關(guān)導通電阻的非線(xiàn)性在跟蹤信號時(shí)產(chǎn)生的失真，也限制了電路跟蹤和建立時(shí)間。因此，在超高速TH電路中，輸入采樣開(kāi)關(guān)必須具有較低且近乎恒定的導通電阻。

　　圖1所示是開(kāi)環(huán)TH電路的結構，該電路主要包括采樣開(kāi)關(guān)、采樣電容和輸出緩沖器三個(gè)部分。為了解決開(kāi)環(huán)電路本身線(xiàn)性度差的問(wèn)題，本文采用了自舉開(kāi)關(guān)技術(shù)和加強型緩沖器技術(shù)。自舉采樣開(kāi)關(guān)可提高開(kāi)關(guān)導通電阻的線(xiàn)性度，且差分結構可以降低電荷注入，改善電路性能；而后端的加強型緩沖器技術(shù)則提高了帶寬和增益，降低了管子尺寸和功耗，最終達到提高開(kāi)環(huán)TH電路精度的目的。

　　2 自舉采樣開(kāi)關(guān)

　　由于采樣開(kāi)關(guān)在導通時(shí)可等效為一個(gè)非線(xiàn)性電阻，它會(huì )引入噪聲和非線(xiàn)性失真，因此，采樣開(kāi)關(guān)的線(xiàn)性度直接影響著(zhù)TH電路的精度?，F在應用中的高線(xiàn)性度開(kāi)關(guān)主要有互補MOS開(kāi)關(guān)和自舉采樣開(kāi)關(guān)。