一种可重构流水线ADC的设计

摘要：对多标准无线通信系统中的A／D转换器进行了研究，根据无线通信系统的特点，构建了一个新型可重构流水线A／D转换器结构，该A／D转换器的可重构功能是通过在低分辨率下关断子级流水线来实现的。转换器的系统指标为6～14 b，从而可以在保证不影响ADC性能的前提下，引入新颖的可重构控制以进一步降低功耗。最后对改进的可重构流水线ADC进行了性能仿真。
关键词：多标准无线通信系统；流水线A／D转换器；可重构控制；性能仿真

随着无线通信技术的快速发展，各种无线通信标准正在往更高数据传输率的方向发展，同时对数据传输质量的要求也越来越高，以便提供更多更好的服务。所以随着无线通信技术的发展，无线终端对数据传输速率和质量的要求更高，对ADC的速度、精度也就提出更高的要求。同时随着无线通信协议的快速发展，多种不同的协议标准的共存变得不可避免，它们允许的输入信号频率范围、带宽、动态范围等都存在着很大的不同，因此这些协议所需要模／数转换器的工作模式也是不一样的。本文通过对无线通信系统中A／D转换器的可重构技术的研究，使其能够改变系统工作模式，达到降低设备功耗，提高数据处理速度，减少成本和设备模块的目的，该课题具有一定的研究价值。

1 无线通信系统的A／D转换器设计
1．1 多种无线标准系统的A／D转换器指标要求
本文研究的无线通信系统A／D转换器的指标要求如表1所示。可以看出无线终端中的A／D转换器性能需求包括分辨率在6～14位之间，采样速率在10～300 MS／s之间。未来的通信系统将能提供多种服务的集成，所以除了更高的数据传输速率外，多种服务的集合也是多标准无线终端的一个重要特性。

1．2 流水线ADC逐级Scaling down技术
当前出于低功耗设计的需要，逐级Scaling down设计技术目前得到了广泛的研究。流水线ADC逐级Scaling down主要包括各级采样电容取值的逐级缩减以及各级MDAC中OTA运放参数的缩减，为了便于本文核心观点的论述，对于各级采样电容的取值以及OTA运放的关键参数，本文采用文献所建议的优化值。同时相应列出文献提供的各级流水线的功耗，如表2所示。