高速互補式金氧半類比數位轉換器設計與分析

Abstract

離散信號處理技術的長足進步，數位方式能夠便利有效的處理資訊。但是自然界大 多為連續性信號，因此在處理的過程中必須把類比信號轉換為數位信號，以便進一 步處理。因此類比數位轉換器的速度與準度在整個信號處理系統上，扮演了一個決 定性的角色。 近來視頻信號傳輸及影像辨認，例如高畫質電視與雷達信號分析等，均需一視頻速 度的類比數位轉換器。傳統上高速度類比數位轉換器可分為快閃式，二級式或管流 式等型態。快閃式類比數位轉換器速度最快但其晶片面積大與功率消耗大等缺點， 不適合高解析度之應用。管流式類比數位轉換器需快速大增益的運算放大器，在設 計上採用全差動設計，在整體穩定性及架構上較困難設計。此篇採用改良式的二級 式架構，其主因為設計簡單，消耗功率低，晶片面積小，並輔以錯誤修正功能。整 體電路以1.2umCMOS 製程製作，經模擬轉換速度可達20MHz ，8 位元的解析度，晶 片面積為2600umX2640um ，功率消耗小於180mW ，微分的非線性(DNL) 小於0.5 最 小位元(LSB) ，其有關整體晶片也已設計完成，並可望於近期拿到成品，再進一步 做實體的測試。