一種可重構流水線ADC的設計

摘要：對多標準無線通信系統中的A／D轉換器進行了研究，根據無線通信系統的特點，構建了一個新型可重構流水線A／D轉換器結構，該A／D轉換器的可重構功能是通過在低分辨率下關斷子級流水線來實現的。轉換器的系統指標為6～14 b，從而可以在保證不影響ADC性能的前提下，引入新穎的可重構控制以進一步降低功耗。最后對改進的可重構流水線ADC進行了性能仿真。
關鍵詞：多標準無線通信系統；流水線A／D轉換器；可重構控制；性能仿真

隨著無線通信技術的快速發展，各種無線通信標準正在往更高數據傳輸率的方向發展，同時對數據傳輸質量的要求也越來越高，以便提供更多更好的服務。所以隨著無線通信技術的發展，無線終端對數據傳輸速率和質量的要求更高，對ADC的速度、精度也就提出更高的要求。同時隨著無線通信協議的快速發展，多種不同的協議標準的共存變得不可避免，它們允許的輸入信號頻率范圍、帶寬、動態范圍等都存在著很大的不同，因此這些協議所需要模／數轉換器的工作模式也是不一樣的。本文通過對無線通信系統中A／D轉換器的可重構技術的研究，使其能夠改變系統工作模式，達到降低設備功耗，提高數據處理速度，減少成本和設備模塊的目的，該課題具有一定的研究價值。

1 無線通信系統的A／D轉換器設計
1．1 多種無線標準系統的A／D轉換器指標要求
本文研究的無線通信系統A／D轉換器的指標要求如表1所示。可以看出無線終端中的A／D轉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。未來的通信系統將能提供多種服務的集成，所以除了更高的數據傳輸速率外，多種服務的集合也是多標準無線終端的一個重要特性。

1．2 流水線ADC逐級Scaling down技術
當前出于低功耗設計的需要，逐級Scaling down設計技術目前得到了廣泛的研究。流水線ADC逐級Scaling down主要包括各級采樣電容取值的逐級縮減以及各級MDAC中OTA運放參數的縮減，為了便于本文核心觀點的論述，對于各級采樣電容的取值以及OTA運放的關鍵參數，本文采用文獻所建議的優化值。同時相應列出文獻提供的各級流水線的功耗，如表2所示。