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高速高精度模数转换器(Analog-to-Digital Converter, ADC)在无线通讯领域有着广泛的应用。美国在高速、高精度模数转换器领域对我国实行出口管制,因此,研究高速高精度模数转换器对发展我国的国防事业和信息产业具有重大意义。过去广泛应用于无线通讯领域的高速高精度模数转换器采用流水线模数转换器实现。但是,随着工艺的进步,流水线逐次逼近模数转换器在高速高精度领域的优势凸显。本设计中的模数转换器采用了流水线逐次逼近模数转换器结构,它有如下优点：子模数转换器由逐次逼近结构替换传统的全并行结构,逐次逼近模数转换器与余量增益单元(Multiplying Digital-to-Analog Converter, MDAC)共用一条采样路径,消除了采样路径不匹配的问题,省去了前端采样保持电路的使用,节省了面积和功耗；采用改进的模数转换器工作时序,使得用于运放建立的时间增加,减小了运放的设计难度；第一级选择较低精度,降低了第一级逐次逼近模数转换器的设计难度；逐次逼近模数转换器采用基于三电平的电荷重分配技术,使单位电容个数减少了50%；将传输函数进行平移,增加模数转换器的纠错能力,且采用向左平移的方法,降低编码电路复杂性。本文分析了每级比特数的选择、采样保持电路结构的选择、高速逐次逼近模数转换器的设计方法、运算放大器的结构选择与电路设计。采用中芯国际65nnm互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS)工艺设计了一个11位100兆采样率的流水线逐次逼近模数转换器。前仿真结果表明,该流水线逐次逼近模数转换器在9.3MHz1Vpp正弦输入时,以100MS/s速率采样,无杂散动态范围(Spurious Free Dynamic Range, SFDR)达到77.44dB,信号噪声失真比(Signal-to-Noise and Distortion Ratio, SNDR)达到65.95dB,有效位数(Effective Number of Bits, ENOB)为10.66；当输入频率为46.58MHz时,SFDR为74.96 dB,SNDR为65.93dB, ENOB为10.66。