模拟余量ADC+技术在流水折叠分级式ADC中的应用研究

"基于模拟余量ADC的流水折叠分级式ADC研究" 模数转换器（ADC）是现代电子系统中不可或缺的组成部分，它负责将连续的模拟信号转化为离散的数字形式，以便数字系统进行处理。流水折叠分级式ADC是一种旨在提高转换速度和分辨率的ADC设计方法，特别适用于需要高速度和高精度的场景。该类型ADC通过采用流水线、分级和折叠技术，能够在保持基础ADC转换速度的同时，显著提升其分辨率。 在ADC的研究领域中，一个关键挑战是如何在保持高速度的同时提高分辨率。传统的并行比较型（闪烁型）ADC虽然转换速度快，但因为需要大量的比较器和分压电阻，导致功耗大且难以实现高分辨率。相比之下，流水折叠分级式ADC通过级联多个较低分辨率的ADC，利用模拟余量（或模拟余差）的概念，能够在不牺牲速度的情况下，通过匹配操作扩展总的位数，从而实现更高的精度。 本文重点研究了一种利用模拟余量ADC+的新理论，设计了一个可以扩展市场现有ADC位数的电路模块。这个“ADC+”模块由常见的运算放大器和逻辑电路构成，通过流水线、分级和折叠技术，可以将一个基础的2位ADC与8位ADC结合，形成一个2+8位@40MSPS的流水折叠分级式ADC，为解决高速高分辨率问题提供了新的解决方案。 论文作者孟晓胜在导师王百鸣教授的指导下，深入探讨了模拟余量“ADC+”理论的可行性，并结合实际设计和仿真，创新性地使用数字电路替代部分模拟电路，降低了设计复杂性。这种设计方法有望降低高精度ADC的制造难度，特别是在我国集成电路设计和制造业相对较落后的情况下，为提升自主知识产权的ADC技术水平开辟了新的路径。 基于模拟余量ADC的流水折叠分级式ADC研究不仅在理论层面提供了新的见解，而且在实践层面上为高精度、高速度ADC的设计提供了创新思路，对于推动我国集成电路领域的发展具有重要意义。通过这种方法，未来有可能实现更高效、更经济的ADC设计方案，以满足通信、雷达、视频音频等领域对高性能ADC的持续需求。