7、数模转换与残差信号生成

数模转换与残差信号生成

1. 引言

在现代通信系统中，模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）是不可或缺的关键组件。特别是在流水线ADC中，每个阶段的输出信号减去其量化后的近似值后剩余的部分被称为残差信号。本章将深入探讨数模转换过程中残差信号的生成方法及其对整体转换性能的影响。

2. 残差信号生成电路

2.1 第一种电路

在采样保持（S/H）电路之后添加DAC电流是一种常见的方式。这种方法的优点是可以减少比较器和S/H电路的功耗和面积，因为信号摆幅较小。具体来说，第一种电路的结构如下：

1. 输入电流位于第二级。
2. 第二级的输出电流取决于第三级比较器的信号。
3. 使用单位增益的MDACs，最小有效位（LSB）阶段的功耗和面积会更小，因为电流摆幅在流水线中逐渐减小。

这种设计使得每个阶段的参考电流按二的因子缩小，从而减少了功耗和面积。

2.2 第二种电路

在采样保持（S/H）电路之前添加DAC电流也是一种有效的方案。这种方法可以进一步减少S/H电路中的偏置电流和晶体管尺寸，从而降低噪声、面积和功耗。具体来说，第二种电路的结构如下：

1. 输入电流位于第二级。
2. 第二级的输出电流取决于第三级比较器的信号。
3. 使用单位增益的MDACs，最小有效位（LSB）阶段的功耗和面积会更小，因为电流摆幅在流水线中逐渐减小。

通过这两种不同的电路结构，可以在不同的阶段生成残差信号，从而优化整体转换性能。