高速模数转换器的工艺电压温度综合稳定技术研究

This project will make research on Process-Voltage-Temperature(PVT) Stabilized technologies of high-speed analog-to-digital converters, in order to to fill the reliability requirement of high speed communication systems.The research will get highly stable and reliable performance under the condition of large manufacturing process deviation and serious disturbance from external environment. First, PVTS technique of main analog modules,which is insensitive to process, voltage and temperature,will be proposed to improve the stability of system. Secondly,a class of digital-analog-hybrid error calibration technology will be studied to suppress the deterioration of the performance of non-ideal factors in high-speed analog to digital converters. At last, The realization technology of process, voltage and temperature stabilized high-speed ADC will be proposed to provide practical technical support. The research will provide important theoretical basis and technical support for high-speed communication chip manufacturing in China to get industrial-level reliability, reduce process costs,improve chip yield and expand domestic and foreign markets. And it will provide important Hardware solutions for high-speed communication devices to enhance system robustness and the ability of anti external interference.

本项目针对高速通信领域中对模数转换器性能稳定可靠的迫切要求，研究一类在较大制造工艺偏差、极大外界条件变化下，依然具有极好稳定性的高速模数转换器“工艺——电压——温度”（PVT）综合稳定技术。研究首先提出一种对工艺、电压、温度变化极低敏感性的核心模拟单元结构技术，提升系统关键模块稳定性；其次研究一类高稳定性误差校准技术，抑制系统架构中非理想误差对性能的恶化；最后提出一类高PVT综合稳定性的高速模数转换器实现技术，为实际芯片制造提供技术保证。研究将为国内工业级以上可靠性芯片制造，高速通信芯片产业降低制造成本、提高芯片良品率、拓展国内外市场提供重要的理论依据和技术支持，为高速通讯设备提升系统鲁棒性、抗外界干扰能力提供重要的硬件保障。

针对高速通信领域中对模数转换器性能稳定可靠的迫切要求，本项目研究了一类在较大制造工艺偏差、极大外界条件变化下，依然具有极好稳定性的高速模数转换器“工艺——电压——温度”（PVT）综合稳定技术。研究提出了一类适用于模数转换器结构放大器高PVT稳定技术，包括大负载条件下的稳定性补偿技术、混合型稳定性补偿技术、超低压条件下衬底驱动高PVT稳定性放大器结构技术，此外，研究在电压参考基准电路、低压差线性稳压器等模块也提出了一定的研究结论，用以提升高速模数转换器的PVT稳定性。此类研究中产生对应成果为：论文成果11篇，其中第一标注SCI论文4篇，第一标注EI会议论文3篇。申请国家发明专利2项，其中第一标注专利1项。.针对高速模数转换器系统受时钟偏差、工艺变化、电源电压及温度变化的影响，进而产生的采样偏差、增益误差、失配误差等非理性效应，从而急剧恶化系统性能的问题，研究的第二部分，提出了一类用于模数转换器的误差校准技术及对应的结构技术。所提出的数字后台校准技术利用数字电路不易受干扰的特点，可有效地抑制系统架构中非理想误差对性能的恶化，可直接提高高速模数转换器的PVT稳定性，提高模数转换器的动态性能。此校准技术提出的方案已申请国家发明专利1项。研究提出了一种低功耗的校准技术随机数注入模块，已发表第一标注SCI论文1篇，EI会议论文1篇。.研究最后提出了一类适用于时间交织架构下、流水线逐次逼近型的，具有高速PVT综合稳定的高速模数转换器系统实现方法及电路结构。在此阶段针对高速中高精度模数转换器结构进行了结构研究和凝练，已发表核心论文1篇。.本课题已取得的研究成果为模数转换器的稳定性结构技术，所提出的结构技术和校准算法实现技术可采用于高速模数转换器的设计中，以提高其性能的稳定性。为国内工业级以上可靠性芯片制造，高速通信芯片产业降低制造成本、提高芯片良品率、拓展国内外市场提供了有力的技术支持。