隨著先進的數(shù)字系統(tǒng)遠遠超越模擬電路，尤其是制造工藝線移向納米級別后，最近十幾年對高速、高精度、低功耗的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的需求越來越迫切。流水線型模數(shù)轉(zhuǎn)換器是從中頻采樣到高頻采樣并且具有高精度的典型結(jié)構(gòu)。然而在深亞微米，低電源電壓下設(shè)計一個高增益高帶寬低功耗的運算放大器是比較困難的。為了避免這種限制，好幾個流水線型模數(shù)轉(zhuǎn)換器利用時間交織技術(shù)合并成一個整體的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的構(gòu)想被提了出來。總體來說，時間交織流水線型模數(shù)轉(zhuǎn)換器是復(fù)雜結(jié)構(gòu)和能量利用率之間折中選擇。

基于以上考慮，本文采用SMIC0.13um CMOS工藝設(shè)計了一款12位200MSPS的時間交織流水線型模數(shù)轉(zhuǎn)換器。采用時間交織、流水線、運放共享等技術(shù)，既提高了速度和精度也節(jié)省了功耗。同時為了減小時序扭曲對時間交織流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器性能的影響，提出了一種對時序扭曲不敏感的采樣保持電路。

本文首先對模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理和典型的結(jié)構(gòu)做了介紹；然后從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、流水線型模數(shù)轉(zhuǎn)換器和子模塊的設(shè)計方面分析了實現(xiàn)12位200MSPS模數(shù)轉(zhuǎn)換器的方案；最后給出了本文要求的高速高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電路設(shè)計和仿真。仿真結(jié)果表明在采樣速率為200MSPS，模擬輸入信號頻率為60MHz時無雜散動態(tài)范圍可以達到88.8dB，信噪失真比為73.2dB，而功耗為107mW。