14位高速高精度CMOS數(shù)模轉(zhuǎn)換器研究.pdf

1、隨著無線通信的領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器做為連接模擬信號與數(shù)字信號之間連接的樞紐，其重要性越來越高。由于數(shù)字電路處理速度的迅速提升，高性能的數(shù)模以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器的發(fā)展就成為了制約整個(gè)通訊芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。同時(shí)隨著如今工藝尺寸的不斷縮小，模擬芯片的設(shè)計(jì)難度也在不斷的提高，這就給高性能DAC的設(shè)計(jì)者帶來了巨大的挑戰(zhàn)。電流舵DAC由于其能夠支持極高采樣率以及對于標(biāo)準(zhǔn)工藝的優(yōu)秀兼容性，一直以來都是超高速DAC設(shè)計(jì)者們常用的主要

2、結(jié)構(gòu)。但是電流舵DAC也不可避免的存在著許多不足的地方，開關(guān)信號產(chǎn)生的毛刺能量以及電流源陣列內(nèi)所存在的各種靜態(tài)以及動態(tài)失配會很大程度上限制DAC的線性度。本文針對以上影響進(jìn)行了優(yōu)化與改進(jìn)從而提升了DAC的線性度。
　　本文基于SMIC0.18μm的標(biāo)準(zhǔn)CMOS生產(chǎn)工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了一款采樣速率最高能夠達(dá)到3GSPS的14位高速高精度電流舵DAC。此DAC采用了高4位低10位的分段式譯碼結(jié)構(gòu)對輸入信號進(jìn)行譯碼，其中高位采用了改進(jìn)型

3、的分組隨機(jī)旋轉(zhuǎn)二進(jìn)制譯碼結(jié)構(gòu)對輸入的數(shù)字信號進(jìn)行譯碼。采用此譯碼方式能夠有效的在電路的復(fù)雜度以及電路動態(tài)匹配性能之間尋找平衡點(diǎn)，隨后使用四通道數(shù)據(jù)內(nèi)插技術(shù)對經(jīng)過譯碼之后的四路低頻采樣信號進(jìn)行內(nèi)插組合而成一個(gè)最高能夠達(dá)到3GSPS的高頻采樣信號從而達(dá)到提升DAC動態(tài)性能的目的，本文所采用的單位電流源使用的共源共柵的結(jié)構(gòu)來提升電流源的的輸出阻抗，同時(shí)采用了四相開關(guān)結(jié)構(gòu)來降低控制信號翻轉(zhuǎn)產(chǎn)生的毛刺對于DAC線性度的影響，提高DAC的整體性能。