模数转换器(ADC)是沟通数字信号和模拟信号的枢纽中心,在无线通信、雷达探测等领域扮演着至关重要的角色。ADC具有多种结构,流水线型ADC凭借其能同时兼顾速度和精度的特点得到了广泛的应用和发展。SFDR(无杂散动态范围)是衡量ADC性能的关键参数,目前许多通信系统对SFDR的要求越来越高。然而在实际电路设计过程中,工艺的偏差会带来许多非理想因素,如电容失配、比较器失调等,严重限制了流水线ADC动态性能的提高。理论研究表明:dither技术可以改善ADC的非理想因素和相干采样产生的谐波失真,显著提高ADC的SFDR。在此背景下,将dither技术应用到流水线ADC中来改善动态范围,具有很大的研究意义。本文意在验证窄带dither技术对流水线ADC的改善作用,为设计出高性能流水线ADC提供指导作用。本文首先介绍了ADC和dither技术的发展背景、研究现状和趋势。接着简要介绍了ADC的基本工作原理、性能指标和种类,并通过对比不同结构的优缺点引出本文所设计的12位100MS/s流水线型ADC,包括结构选取、重要电路模块的原理与设计,以及最后整体性能的仿真结果等。然后重点介绍了dither技术理论,主要包括dither的特点、种类和嵌入耦合方式,并介绍了几种常见产生dither方式,通过对比分析引出本文所设计的窄带dither电路,从理论推导上分析dither对流水线ADC动态性能的提高作用。接着在所设计的12位流水线ADC基础上引入了窄带dither技术,验证其对流水线ADC无杂散动态范围的改善作用。分析了流水线ADC中常见的误差来源,设计了具体的窄带dither电路,从相干采样、DNL周期性带来的谐波失真两方面对窄带dither的改善作用进行仿真验证。最后以一款12位流水线ADC芯片(ADS4122)为目标进行测试。设计PCB(Print Circuit Board)测试验证方案,验证窄带dither对流水线ADC动态性能的改善,主要包括窄带dither产生电路、叠加电路、外围电路等设计,并给出测试分析结果。