随着数字信号处理技术性能的不断提升,数字示波器、软件无线电以及无线通信基站等电子系统对于高速、高精度A/D转换器的需求日益迫切。折叠插值A/D转换器通过采用折叠电路和插值电路,继承了快闪型A/D转换器的高速性能,并减少了比较器的数目,成为高速高精度A/D转换器领域的研究热点。本论文首先分析传统8bit折叠插值A/D转换器的原理,研究参考电压产生电路、预放大器、折叠电路和插值电路的原理以及非理想因素。在此基础上,研究设计10位、500MHz折叠插值A/D转换器的关键电路,转换器整体结构采用六级级联的流水线结构,增加电路的预处理时间,提高整体量化通路的采样率。研究设计A/D转换器量化通路中的参考电压产生电路、预放大器、折叠电路、插值电路、平均电阻网络及比较器。参考电压产生电路采用LDO结构具有稳定基准参考电压值的作用,在预放大器设计中,采用平均电阻网络以减小预放大器的输出失调电压,同时递增预放大器输入对管的跨导,以调节预放大阵列由于输出电阻不同带来的增益误差。在折叠电路设计中,采用两级级联放大器和预复位管技术,减小了倍频效应对折叠电路性能的影响。插值电路采用3倍插值,减小插值延迟误差,同时采用不等值电阻减小插值相位误差。在Cadence环境下,基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,采用Spectre软件对量化通路中的关键电路进行仿真验证,仿真结果表明:预放大器的3dB带宽为2.76GHz,满足性能要求,且预放大阵列产生预期要求的27个基准过零点;折叠电路的3dB带宽为2.42GHz,满足折叠电路的性能要求,且每级折叠电路的输出曲线实现准确连接过零点的功能;平均电阻网络可以有效减小电路的失调电压。在采样时钟频率为500MHz,输入信号频率为249.51MHz,摆幅为800mV的正弦信号的条件下,对整个量化通路进行级联仿真,仿真结果显示,转换器量化通路的有效位数达到9.61bits。该结果充分表明了所设计的10位、500MHz折叠插值A/D转换器量化通路达到设计要求。