1GHz 5位Flash ADC实现：失调校准与TSMC 0.18μm工艺下的高性能设计

本文是一篇深入探讨的科研论文，标题为"具有失调校准的CMOS 1Gsps 5位Flash ADC的设计与实现"。作者李世文等人来自北京理工大学信息与电子学院，他们针对高速数据转换的需求，设计并实现了一个1吉比特每秒（1Gsps）的5位Flash ADC，特别注重失调校准技术。该设计使用了TSMC 0.18微米的CMOSCraft.io工艺，确保了高集成度和低功耗。 Flash ADC因其在高速信号处理中的优势，在通信接收器，尤其是无线接收器中的信号检测和无线传输系统中扮演关键角色。当采样速率高达1GHz时，Flash架构尤其适用。文章的核心内容包括了基本的Flash ADC电路设计，这是一种高效的数字化转换器，能以极快的速度捕捉模拟信号。 为了实现1Gsps的高速采样率，设计者采用了内置锁存器的前置放大器，它能有效提升信号的动态范围，减小噪声影响。然而，电路中的元件不匹配可能会导致失调，这直接影响到ADC的性能指标，如信噪比(SNR)和无杂散动态范围(SFDR)。因此，论文的重点部分是针对这种问题，分析了一种基于电流微调的失调校准方法。通过这种方法，可以精确调整电路参数，补偿由于元件不匹配引起的偏移，从而提高ADC的精度。 芯片测试结果显示，当输入频率为39MHz时，在1GHz的采样率下，经过校准后的SNDR达到了29.6分贝，而SFDR则达到了45.6分贝，这些成绩表明设计的成功和校准策略的有效性。这样的性能对于许多应用，如雷达、通信和高性能信号处理系统来说，都是非常重要的。 这篇论文不仅提供了对高速Flash ADC设计的实用解决方案，还展示了失调校准在优化性能方面的关键作用。这对于推动CMOS工艺下的高速ADC技术发展具有重要意义，并为其他研究者和工程师提供了一个有价值的设计参考。