模数转换器的基本电路功能是将模拟信号转换为数字信号,作为连接模拟世界和数字系统之间的电路结构,是通信系统中不可或缺的单元。而流水线模数转换器因其在精度、速度和功耗等模数转换器的重要指标中均很突出,而广泛应用在无线通信领域。随着半导体工艺和计算机技术的发展,对流水线ADC的精度和转换速度要求日益提高。而由于电路设计中,多种非理想因素的存在,简单的转换器结构已无法达到现在的要求,因此数字校正算法广泛应用于模数转换器中,对其性能的提高起到关键作用,而本文研究的dither技术就是数字校正算法的一种,能有效提高模数转换器的SFDR性能。本文研究应用宽带dither技术改善流水线模数转换器的SFDR性能,改善主要表现为3个方面的改善:(1)改善ADC理想量化误差产生的谐波;(2)改善相干采样产生的谐波;(3)改善电路失配产生的谐波。本文首先对模数转换器的发展现状进行了概述,引出dither技术在ADC发展中研究的重要意义,对dither技术的提出、发展历史进行回顾,介绍了dither技术发展现状和展望;然后对模数转换器的基本量化理论,常见的静态参数和动态参数指标以及之间的相互关系进行了介绍,将目前市场上常见的几种模数转换器的特性进行了对比;接着详细介绍了流水线模数转换器原理,数字冗余校正技术和电路中存在的非理想因素;最后在一个100MS/s,12-bit流水线模数转换器中引入宽带dither信号,以提高其小信号线性度等动态性能。基于TSMC 90nm CMOS工艺,在cadence平台下搭建了一个12-bit,100MS/s的流水线ADC作为目标ADC,采用线性反馈移位寄存器法产生伪随机码,通过开关电容阵列转换为模拟信号,在首级2.5比特电路的输入通路中与输入信号相加,引入到流水线ADC中,在ADC的输出端将转换输出的信号,与经过恰当延时的PN序列信号通过减法器相减得到最终的码字输出,并进行了整体电路版图的设计及后仿真。仿真结果表明dither的引入使得ADC的SFDR性能在输入信号幅度为-30～-50d BFS时有显著提高。