一种13.22 fJ 12位 200 MS/s电流舵DAC

采用55 nm CMOS工艺,设计了一个12位电流舵DAC。根据Matlab建模结果,确定电流舵DAC采用“6+3+3”的分段结构,这种分段结构使得版图面积和微分非线性(DNL)均较小;共源共栅电流源有效提高了电流源的输出阻抗;开关结构中的MOS电容减小了信号馈通效应的影响;与电流源栅端相连的电容稳定了电流源的偏置电压。基于以上特点,在未采用静态和动态校准技术的情况下,电流舵DAC能得到较好的性能指标。后仿真结果表明,采样率为200 MS/s、输入信号频率为1.07 MHz时,在25 ℃、TT工艺角下,该DAC的无杂散动态范围(SFDR)为78.62 dB,DNL为0.5 LSB,积分非线性(INL)为0.8 LSB。该电流舵DAC的电源电压为1.2 V,功耗为18.43 mW,FOM为13.22 fJ。     

一种应用于14 bit 200 MS/s电流舵型DAC的数字校准技术

电流舵型数模转换器(DAC)广泛应用于通信系统。采用电流分叉结构的电流舵型DAC可以极大地减小电流源阵列的面积。提出一种可以应用于采用电流分叉结构的电流舵型DAC的数字校准技术。提出的后台校准技术可以同时消除高位电流源阵列和低位电流源阵列的失配误差。基于0.18μm CMOS工艺,设计并流片了一款14bit 200MS/s电流舵型DAC,经过数字校准后,无杂散动态范围(SFDR)能够提高至少24dB。在时钟频率为200MS/s,输出信号为2MHz时,SFDR能够达到80dB以上。芯片面积为1.26mm2,功耗为125mW。     

一种应用于14 bit 200 MS/s电流舵型DAC的数字校准技术北大核心CSCD

电流舵型数模转换器(DAC)广泛应用于通信系统。采用电流分叉结构的电流舵型DAC可以极大地减小电流源阵列的面积。提出一种可以应用于采用电流分叉结构的电流舵型DAC的数字校准技术。提出的后台校准技术可以同时消除高位电流源阵列和低位电流源阵列的失配误差。基于0.18μm CMOS工艺,设计并流片了一款14bit 200MS/s电流舵型DAC,经过数字校准后,无杂散动态范围(SFDR)能够提高至少24dB。在时钟频率为200MS/s,输出信号为2MHz时,SFDR能够达到80dB以上。芯片面积为1.26mm2,功耗为125mW。     

一种16位1 GS/s电流舵型DAC的设计

设计了一种基于UMC 0.18μm CMOS工艺的16位1GS/s的电流舵型D/A转换器。该DAC采用7+4+5分段结构,1.8V/3V双电源供电,满摆幅输出电流为20mA。采用四开关结构、限幅开关驱动电路、两个cascode管的单位电流源以及两层结构的逻辑译码器,实现了优异的性能。在1GHz采样率、101.07MHz输入信号下,无杂散动态范围(SFDR)达到78.06dB。     

采用新型动态器件匹配算法的高速数模转换器

采用5+7的分段方式,设计了一种12位1GHz电流舵数模转换器(DAC),分析了电流源版图误差对DAC性能的影响。为了抵消DAC版图的梯度失配误差,提出一种新型随机增减动态元件匹配(DEM)算法,并将其加入到高5位温度计码中,以优化DAC的动态性能。基于TSMC0.18μm CMOS工艺,完成了整个DAC的电路设计,并与常规DEM算法进行仿真比较,结果显示,在输入数据频率分别为10MHz和120MHz时,该DAC的无杂散动态范围(SFDR)分别提升7.2dB和3.8dB。     

采用新型动态器件匹配算法的高速数模转换器

采用5+7的分段方式,设计了一种12位1 GHz电流舵数模转换器(DAC),分析了电流源版图误差对DAC性能的影响。为了抵消DAC版图的梯度失配误差,提出一种新型随机增减动态元件匹配(DEM)算法,并将其加入到高5位温度计码中,以优化DAC的动态性能。基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺,完成了整个DAC的电路设计,并与常规DEM算法进行仿真比较,结果显示,在输入数据频率分别为10 MHz和120 MHz时,该DAC的无杂散动态范围(SFDR)分别提升7.2 dB和3.8 dB。     

一种16位600 MS/s电流舵D/A转换器的设计

基于0.18 μm CMOS工艺,设计了一种16位600 MS/s电流舵D/A转换器。该D/A转换器为1.8 V/3.3 V双电源供电,采用并行输入、差分电流输出的四分段(5+4+3+4)电流舵结构。采用灵敏放大器型锁存器可以精确锁存数据,避免出现误码;由恒定负载产生电路和互补交叉点调整电路组成的同步与开关驱动电路,降低了负载效应引起的谐波失真,同时减小了输出毛刺;低失真电流开关消除了差分开关对共源节点处寄生电容对D/A转换器动态性能的影响。Spectre仿真验证结果表明,当采样频率为625 MHz,输入信号频率为240 MHz时,该D/A转换器的SFDR为78.5 dBc。     

一种应用于高速电流型DAC的电流开关驱动器

就电流开关驱动器对高速电流型DAC动态性能的影响因素进行了分析,给出了设计应对措施,并设计了一种结构简单使用了同步锁存技术、低驱动信号摆幅技术和低信号交叉点技术的电流开关驱动器电路.基于SMIC 0.18μm CMOS工艺模型,采用Hspice仿真工具,对电流开关驱动器进行仿真分析,结果表明所设计驱动器电路功能正确.测试结果表明,应用该电流开关驱动器的一款嵌入式14位400MSPS DAC电路在输出80 MHz正弦信号时,达到76.47 dB的无杂散动态范围,所设计电流开关驱动器能保证高速电流型DAC的良好动态性能.     

一种12位400 MHz电流开关型D/A转换器的设计

基于TSMC 0.25μm工艺、采用电流开关结构,设计了一个3.3 V 12位400 M采样率的D/A转换器。在电路中,设计了一种新的电压限幅结构,从而使其具有较好的动态性能。该D/A转换器在1 MHz输入信号下,无杂散动态范围(SFDR)达到83.75 dB;在12.5 MHz输入信号下,可获得70 dB的SFDR;在不同温度和工艺corner下,仿真得到的电路性能也都能达到上述指标。     

一种用于电流舵DAC的SDR校正技术

提出了一种基于电流舵DAC的SDR校正技术。首先采用拆分电流源的方法,增加了待校正电流源的个数。然后采用动态组合的方式,减小了电流源的失配误差,提高了DAC的静态与动态性能。与DMM校正技术相比,该SDR校正技术具有更小的残余误差、更好的静态与动态性能。采用40 nm CMOS工艺实现了一种14位200 MS/s的电流舵DAC,并进行了仿真。结果表明,通过数字校正,该DAC的INL与DNL分别从1.5 LSB和0.5 LSB降低到0.33 LSB和0.25 LSB,SFDR在整个Nyquist带宽内均大于70 dB。     

一种高速高分辨率电流舵D/A转换器的设计

基于0.18μm CMOS工艺,设计了一种电源电压为3.3 V/1.8 V(模拟电路部分电源电压为3.3 V,数字电路部分电源电压为1.8 V)、最大刷新率为200 MSPS、分辨率为14位的高速D/A转换器(DAC).该DAC采用传统的5-4-5温度计码与二进制权重码混合编码的分段电流舵结构.对电路中的关键模块,如运算放大器、带隙基准源,进行了优化设计;给出了整体电路的版图设计.仿真结果显示,采样频率为200 MHz时,DAC的SFDR为87 dB左右.     

一种16位1 GHz四开关电流舵DAC

分析了电流舵DAC中传统差分开关的缺点,采用了一种优化的四相开关结构。采用MOS电流模逻辑进行开关编码信号的限幅,以削弱电荷馈通效应。在此基础上,采用时钟交叉点配置电路,实现对DAC开关交叉点的精确控制。基于动态元件匹配译码技术,实现对电流源单元的随机调用。对该16位DAC进行了仿真和整体版图设计,其核心部分的芯片面积仅为2.2 mm²。采用0.18 μm CMOS工艺,对该DAC的性能参数进行了测试。测试结果表明,在1 GHz采样率和100 MHz输入信号频率的条件下,该DAC的无杂散动态范围约为67 dB,3阶互调失真IMD3约为76 dB,整体动态性能较好。     

基于InP HBT工艺的12位8GSps超高速数模转换器设计

设计了一种基于0.7μm的In P HBT工艺设计的12位8GSps的电流舵型数模转换器(DAC)。采用双采样技术,将输出采样率提高为时钟频率的两倍。并且将双采样开关与电流开关分离以减小码间串扰。借鉴常开电流源法改进了电流源开关结构。新的结构增大了输出阻抗和稳定性,抑制了谐波失真,提高了芯片动态性能。通过仿真结果得到,这款芯片功耗2.45 W,实现了0.4 LSB的微分非线性误差(DNL)和0.35 LSB的积分非线性误差(INL)。低频下无杂散动态范围(SFDR)为71.53 d Bc,信号频率接近奈奎斯特频率时最差的SFDR为50.54 d Bc。在整个第一奈奎斯特域内,SFDR都大于50 d Bc,满足高端测试仪器的应用要求。     

一种自校准的14-bit 100-MSPs 电流舵型DAC

本论文介绍了一种14-bit, 100MS/s CMOS数模转化器的设计与实现。引入了以模拟电流校准概念为基础模拟后台自校准技术。设计采用了恒定时钟负载开关驱动电路、校准周期随机化电路和输出自归零技术来提高DAC的动态性能。芯片利用中芯国际0.13-μm CMOS工艺实现,有效面积为1.33mm×0.97mm。数字和模拟电路分别在1.2/3.3V供电下工作,总的电流消耗为50mA。测试到的微分非线性和积分非线性分别为3.1LSB和4.3LSB。在100MHz采样频率,1MHz输入信号的工作条件下,测试得到的SFDR为72.8dB。     

一种采用ＤＥＭ技术的１６－ｂｉｔ２.５ＧＨｚ电流舵数模转换器设计

电流舵数模转换器（DAC）的动态性能受电流源失配的影响。本文采用6+10的分段方式，分析比较了几种动态元件匹配（DEM）算法，采用了一种分段温度数据权重平均（Segmented Thermo Data-Weighted Average，STDWA）技术，并将其应用于高6位的温度计编码中，消除对输入编码的依赖，弱化电流源失配的影响，以优化动态性能。基于TSMC 55nm工艺，设计实现了一种16位2.5GHz的电流舵DAC，测试结果显示，在2.5GHz采样率和94.15MHz输入信号频率条件下，无杂散动态范围（SFDR）提升了6dB。     

一种用于前台校准的8位高线性度DAC

设计了一种用于12位折叠插值ADC前台校准的高线性度DAC。该DAC包括电流源、开关电路、译码电路和电流-电压转换器。电流-电压转换器采用带共模反馈和增益提高技术的运放,具有高的共模抑制比和高的输出线性度。电流源的版图设计中考虑了电流源匹配特性,提出了“V”型布局方案,有效抑制其梯度误差和对称误差,提高了DAC转换线性度。在TSMC 0.18 μm CMOS工艺下对DAC进行仿真。结果表明,当输入信号频率为4.101 5 MHz、采样频率为25 MHz时,DAC的有效位数达到7.97位。     

一种跟踪温度的电流源失配前台校准技术

提出了一种应用于超高速D/A转换器电流源失配的前台校准技术。设计了两个校准子DAC,其分别提供的校准电流用以补偿电流源失配的两大组成部分,每一个校准DAC具有与其对应的失配部分同样的温度特性。因此,总校准电流可以自动跟踪温度的变化。两个校准子DAC采用两个不同的偏置电流替代不同的温度,再经设计的校准算法获得校准数码。该校准方案可有效减少校准时间,提升前台校准的温度稳定性。基于标准65 nm CMOS工艺设计的16位12 GS/s电流舵D/A转换器验证了这项前台校准技术。测试结果表明,模拟输出为1 GHz时,该DAC的SFDR达到65 dBc;通过校准后,在-55℃~125℃范围内,DNL的变化率小于8%,INL的变化率小于5%。相比其他同类校准技术,该校准技术能获得更好的温度稳定性。     

基于高精度电流源的10bit电流舵DAC

文中设计了一款10 bit 250 MS/s的电流舵数模转换器(DAC),通过在DAC中引入阻抗增强型共源共栅电流源结构来提升DAC静态性能.整体电路采用了分段式电流舵结构,高6位为温度计码,低4位为二进制码.基于SMIC 28 nm CMOS工艺,对所设计的DAC进行了仿真验证,结果表明,在0.9 V电源电压下,DA...     

校准对DAC面积特性改善的研究

以一款16bit 1GS/s电流舵DAC IP为例,针对前台静态校准技术对DAC面积特性的改善进行分析研究,给出了校准技术的实现方式与相关电路。通过仿真对无校准与有校准的DAC电路进行分析比较,分别分析了有无校准的情况下小尺寸电流源管DAC的匹配特性。进一步通过版图面积分析与动态性能仿真来突出校准技术在改善电路性能,尤其是面积特性上的显著效果。     

基于电流舵的高精度低功耗13-bits DAC设计

本文设计了一种基于电流舵的13-bits数字模拟转换器(DAC)电路,采用段间组合方式实现了1~1.18V的模拟电压输出,调节步长约为0.133mV,总功耗为2.34mW。此外,电路通过合理设置开关控制信号的交叉点电压,有效减小开关信号毛刺的产生;并可以通过改变电路中R-2R结构中的单位电阻大小,完成输出电压范围的调节,具有一定的实用性。对所设计的DAC电路进行前仿验证,其静态性能和动态性能均较为理想,满足设计要求。