1、在數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)不斷發(fā)展的背景之下，諸如高性能數(shù)字示波器、無線通信基站以及軟件無線電等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理速度在很大程度上越來越受制于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率。研究適用于能夠在射頻頻段對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行快速轉(zhuǎn)換的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，對(duì)于提升上述整機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理速度和準(zhǔn)確度具有重大意義。高速、高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換器逐漸成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的研究熱點(diǎn)。
　　在多種高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器之中，折疊插值模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有與全并行模數(shù)轉(zhuǎn)換器相當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換速度。同時(shí)，相比于全并行模

2、數(shù)轉(zhuǎn)換器而言，在折疊插值模數(shù)轉(zhuǎn)換器中折疊技術(shù)和插值技術(shù)的運(yùn)用又使得轉(zhuǎn)換器中比較器數(shù)目得以減少，整體功耗和芯片面積得以降低，而其精度相比于全并行模數(shù)轉(zhuǎn)換器卻可以進(jìn)一步提高?；谡郫B插值模數(shù)轉(zhuǎn)換器在實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換速度和高精度等方面的上述優(yōu)勢(shì)，本論文在架構(gòu)層面對(duì)其進(jìn)行了研究。首先，本論文結(jié)合傳統(tǒng)折疊插值架構(gòu)，對(duì)折疊插值模數(shù)轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，分析了折疊插值模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理，討論了折疊插值架構(gòu)中各結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的約束關(guān)系。然后，在此基礎(chǔ)之

3、上系統(tǒng)地探討了影響折疊插值模數(shù)轉(zhuǎn)換器速度和精度的關(guān)鍵因素，研究了利用多級(jí)級(jí)聯(lián)折疊技術(shù)來提高轉(zhuǎn)換器精度，以及利用流水線技術(shù)來提高轉(zhuǎn)換器速度的方法。最后，基于上述技術(shù)方法，完成了10-bit超高速折疊插值模數(shù)轉(zhuǎn)換器的整體架構(gòu)設(shè)計(jì)，采用六級(jí)折疊插值模塊級(jí)聯(lián)加級(jí)間流水線的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)超高速、高精度的性能，并給出了架構(gòu)中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)以及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。最后，利用Candence Spectre仿真平臺(tái)中的Verilog-A建模語言對(duì)上述超高速架構(gòu)中的各

4、關(guān)鍵模塊進(jìn)行了行為級(jí)建模，在此基礎(chǔ)上搭建了轉(zhuǎn)換器的整體行為級(jí)模型并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。同時(shí)，在預(yù)放大器模型中引入隨機(jī)失調(diào)電壓，考察了失調(diào)電壓給轉(zhuǎn)換器整體行為級(jí)模型的精度造成的影響。
　　在采樣時(shí)鐘頻率為1GHz，輸入正弦波信號(hào)頻率為498.29MHz的條件下，從轉(zhuǎn)換器Verilog-A行為級(jí)模型的輸出信號(hào)中抽取連續(xù)的4096個(gè)樣點(diǎn)進(jìn)行離散傅里葉分析(DFT)。DFT分析結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)換器模型的有效位數(shù)達(dá)到9.6bits。該結(jié)果充分表明了