一種基于最小量化誤差流水線ADC校準算法

牛勝普，唐 鶴，李澤宇，陳科全，彭析竹，張 波

（電子科技大學，成都 610054）

1 引言

隨著現代CMOS工藝的發展，器件特征尺寸逐步降低，芯片功耗面積逐步下降，低功耗高速高精度ADC實現成為可能。但工藝進步帶來的并非全是優點，對于模擬電路來說，工藝進步帶來的缺點同樣明顯。CMOS器件特征尺寸降低，模擬電路電源電壓進一步下降，受此影響作為模擬電路中關鍵電路的運算放大器，其重要指標諸如高增益、寬帶寬、寬線性輸入范圍也越來越難以同時實現[1]。通信系統中常用的高速高精度ADC如流水線ADC中所用關鍵運放也越來越難以實現。高速高精度流水線ADC中運算放大器通常無法同時滿足信號建立速度和建立精度的要求，往往犧牲信號建立精度以保證建立速度，從而使得流水線ADC關鍵模塊乘法數模轉換器（MDAC）產生增益誤差。MDAC增益誤差如果不加以校準將會嚴重影響流水線ADC諸如ENOB、SNDR、SFDR等關鍵指標[2]。

高速高精度流水線ADC校準算法研究由來已久，目前校準算法大致可以分為前臺校準算法和后臺校準算法。前臺校準算法例如LMS校準算法[3]，校準時需要打斷ADC的正常工作，但其校準精度較高，一般對ADC模擬部分改動較小，ADC模擬部分設計復雜度較低。后臺校準算法如PN碼偽隨機噪聲注入校準算法[4]，校準時不需要打斷ADC正常工作，可實時跟蹤校準，但其往往需要ADC模擬設計做出相應調整，增加了模擬電路設計的復雜度。本文所提出的基于最小量化誤差流水線ADC校準算法屬于前臺校準算法。……