千兆以太網(wǎng)物理層芯片發(fā)送電路中高速高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、本文的主要工作是實現(xiàn)適用于千兆以太網(wǎng)1000Base-T物理層模擬前端發(fā)送電路的高速高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器。根據(jù)IEEE802.3ab協(xié)議規(guī)定的1000Base-T發(fā)送通路的設(shè)計要求,在發(fā)送通路中需要實現(xiàn)一個5-bit分辨率,8-bit精度,125MHz采樣速率,4ns轉(zhuǎn)換速率以及共17級輸出模擬電平的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)。過沖(Glitch)是DAC高速工作時精度的主要制約因素,為滿足千兆以太網(wǎng)1000Base-T物理層發(fā)送通路數(shù)模轉(zhuǎn)換器8

2、-bit精度(高精度),4ns轉(zhuǎn)換時間(高速)設(shè)計要求,必須有效的降低DAC模擬輸出過沖。本文在分析DAC的各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及編碼方式并對這些結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點進(jìn)行比較的基礎(chǔ)上,針對協(xié)議要求以及發(fā)送電路的實際需要,設(shè)計了一個溫度編碼電流驅(qū)動型DAC。在溫度編碼電流驅(qū)動型DAC中結(jié)構(gòu)中,帶隙基準(zhǔn)源、電流源單元陣列和開關(guān)鎖存陣列是最關(guān)鍵三個部件,同時這三個部件也是過沖的主要來源。在本設(shè)計中帶隙基準(zhǔn)源采用一種電源電壓抑制比(PSRR)高的電路結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)

3、,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定度和精度。本文設(shè)計了一種新型的單位電流源結(jié)構(gòu),單位電流源采用由8個小電流源單元構(gòu)成的級聯(lián)結(jié)構(gòu),電路中的每一級電流驅(qū)動單元由相鄰相差為0.5ns的八相時鐘依次控制,產(chǎn)生幅值遞增或遞減的階梯波,然后利用低通濾波器對階梯波進(jìn)行平滑,得到4ns左右的轉(zhuǎn)換時間,由于通過八相時鐘對單位電流源開關(guān)的精確控制,從而大大降低了電流源的開關(guān)而產(chǎn)生的過沖。另外本文還設(shè)計了一種新型的正反饋鎖存器(Latch)電路,有效的降低了電流源開關(guān)控制信