高速低偏移比较器设计用于流水线ADC

"A LOW OFFSET HIGH SPEED COMPARATOR FOR PIPELINE ADC" 本文提出了一种用于高速流水线模数转换器（ADC）的低偏移、高速预放大器锁存比较器设计。在高精度ADC中，比较器的设计对其整体性能至关重要。文章主要关注的是降低比较器的输入偏移电压和提高其速度，采用两种技术实现这一目标：偏移补偿技术和回弹噪声减少技术。 在基于TSMC 0.18微米3.3V CMOS工艺的蒙特卡洛模拟中，该比较器在125 MHz时的偏移电压仅为1.1806毫伏（1 sigma），功耗为413.48微瓦，这表明了其在保持高速性能的同时，实现了显著的低偏移特性。 1. 引言 在高速ADC中，比较器的设计对整个转换器的性能有着决定性的影响。输入参考偏移电压和速度是衡量比较器性能的关键指标。过去的研究已经提出多种方法来减小这种偏移，以提高ADC的精度和动态范围。 2. 偏移补偿技术 为了实现低偏移，文章采用了偏移补偿技术。这类技术通常涉及电路设计中的自校准机制，通过内部反馈或外部参考信号来抵消由于制造过程中的不均匀性和温度变化导致的偏移。这可以显著提高比较器的线性度和稳定性。 3. 回弹噪声减少技术 回弹噪声是开关电容电路中常见的问题，尤其是在高速操作时，可能导致错误的比较结果。采用回弹噪声减少技术可以改善比较器的瞬态响应，降低由开关活动引起的电压波动，从而提高比较器的速度和可靠性。 4. 高速预放大器和锁存器设计 高速预放大器和锁存器组合用于提高比较器的响应速度。预放大器通常具有较高的增益和快速的上升时间，以快速响应输入信号的变化。而锁存器则用于保持比较器的状态，确保在高速采样期间的稳定输出。 5. 结构与电路实现 文章可能详细描述了比较器的具体电路结构，包括输入级、偏置电路、反馈网络以及如何集成偏移补偿和回弹噪声减少机制。这些设计考虑了功率效率和面积效率，以适应大规模集成电路的需要。 6. 性能评估 通过TSMC 0.18微米工艺的模拟，比较器的低偏移电压和低功耗性能得到了验证。这表明该设计适用于高速ADC应用，并且能够满足现代通信系统和数据采集系统的严格要求。 7. 结论 该文提出了一种创新的比较器设计，结合了偏移补偿和回弹噪声抑制策略，实现了高速和低偏移的平衡，这对于高性能流水线ADC的实现至关重要。这种设计对于提升ADC的整体性能和可靠性提供了新的解决方案。 关键词: 低偏移；偏移补偿技术；动态比较器。