PipelinedADC流水线模数转换器的工作原理

1、ADC模数转换器概述
模数转换器（Analog-to-Digital Converter，简称ADC）作为连接模拟信号与数字系统的核心器件，其主要功能是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。在实际应用中，ADC通过将输入信号与某一参考电压进行比较，并将其量化为二进制数字输出，从而完成从模拟域到数字域的变换。参考电压通常选取为ADC可处理的最大信号范围，其精度与稳定性直接影响整体转换性能。
2、流水线型ADC的结构与特点
流水线型ADC（Pipelined ADC）作为当前中高速、高分辨率应用中的主流架构之一，其设计融合了时序复用与空间分级的思想。与全并行结构的Flash ADC不同，Pipelined ADC采用多级级联的流水线工作方式，每一级独立完成部分转换任务，并通过级间配合实现整体高速、高精度的转换。Pipelined ADC架构特别适合需要兼顾速度与分辨率的场合，例如高速数据采集、视频信号处理、通信系统以及瞬态信号分析等领域。
Pipelined ADC的性能目前采样率常见于100 MS/s至1 GHz之间，分辨率则多分布在10位到18位范围内。为适应低功耗需求，也出现了混合型架构，如Pipelined-SAR ADC，在保持较高速度的同时优化能效。

3、Pipelined ADC工作原理
流水线型ADC的核心在于其分级转换机制。每一级通常包含采样/保持电路（S/H）、一个低分辨率子ADC（多为2-4位Flash ADC）、数模转换器（DAC）以及残差放大器。其工作流程为：
采样/保持电路对输入电压进行采样；
该级子ADC对采样值进行粗量化，输出若干高位数字码；
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