一种用于高精度ADC片上测试的信号发生器

3．2 迟滞比较器设计

迟滞比较器的迟滞特性是比较器中引入正反馈的结果。迟滞比较器有两个输入阈值，当输入电压经过其中一个阈值时输出电压会改变，同时输入阈值会跳变到另一个值。要再次改变输出，输入必须到达跳变之后的阈值，在输出改变的同时，阈值又会跳变回原来的值。本文所采用的迟滞比较器电路及输入-输出特性曲线如图5所示。

两个输入阈值分别为：

迟滞比较器中的比较器电路采用两级开环运放实现，由于比较器后级是一个2 mΩ的电阻，所以必须使比较器输出级电阻足够低，以防止由于电阻分压而导致比较器输出电压达不到电源电压以及地电压。因此，在两级开环运放之后增加了一个大宽长比的反相器链以获得较低的输出电阻，如图6所示。

4 仿真结果

对该三角波信号发生器整体电路进行晶体管级仿真，仿真得到的三角波电压信号范围为82 mV～1．719 V，周期为366μs，如图7所示。

对该三角波信号进行多个周期的采样，利用16 b理想ADC分别对0．1～1．7 V，0．2～O．6 V，0．3～1. 5 V这三个不网的电压范围进行量化转换，并做相应的码密度直方图分析，得到各自的DNL和INL，如图8所示。从图8中可以看到，对于16 b理想ADC的量化，这三种不同的电压范围INL都在1 LSB以下(等价于INL<24μV)，可以满足14 b ADC静态特性的测试。

5 结语

本文设计了一款应用于高精度ADC片上测试的高精度高线性度模拟三角波信号发生器，可为高达14 b的ADC静态参数片上测试提供有效的激励。仿真结果表明，该信号发生器所生成的三角波电压信号范围为82 mV～1．719 V，周期为366μs，INL<24 μV，等效精度达到16b以上，其幅值和频率可根据具体的设计要求进行调节，而且其线性度表现良好，可满足14 b高精度ADC静态参数的测试需求。