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随着无线通信产品和协议的不断发展,个人无线通技术,如蓝牙技术、IEEE802.11a/b/g/n、超宽带技术等,使得研究者们对于ADC(Analog-to-Digital Converter,模数转换器)性能方面的需求也越来越高。此外,业内移动无线通信技术也在不断突破。通信技术指标从20世纪90年代的单模GSM(Global System for Mobile Communication)到如今真正的4G网LTE-Advanced开始诞生。移动通信的大力发展也不断推动业界对于ADC指标需求的增长。 目前的ADC正朝着低供电电压、高速、高精度、更小的工艺尺寸、更低功耗、更优越的信噪比和线性度等方向发展。本文调研了大量权威的ADC相关文献,从ADC的制造工艺、采样时钟抖动、抗噪性能、采样率、分辨率、品质因数和ADC结构等众多方面,考察了近几十年来ADC性能的发展,分析发展的主要推动力,并预测未来ADC性能的发展趋势。鉴于无线通信领域对于高速高精度ADC的需求,而流水线结构的ADC是高速高精度ADC设计的最佳选择。本论采用Top-down流程设计一款给定指标的200MS/S12位的分离式流水线ADC的器件和模块级模型,首先从系统指标出发,选择ADC结构、估算各个模块的具体设计参数,再基于Verilog-AMS语言为各模块建立非理想模型,并给出系统仿真结果以验证系统设计的合理性。在此基础上,本文还完成其中最重要的一个运算放大器的硬件设计、版图设计和后仿真,并将模型作为test bench评估该运算放大器的设计的合理性。 本文建立的高速高精度流水线ADC模型最终符合指标需求,验证了估算的系统设计参数的合理性。根据参数设计的首级运算放大器能够正常工作,前后仿真都能达到运算放大器的设计指标需求,运算放大器与ADC主信道模型的联合仿真结果显示整个ADC满足给定需求。