一种带分段随机温度计码的10位电流舵数模转换器

介绍了一种基于分段随机温度计码的动态匹配算法。该算法可以有效抑制电流源失配造成的谐波失真,因此可以降低对电流源匹配的需求。在此算法基础上,针对芯片面积,优化了电流源尺寸选取与分段位数的选择。在SMIC 0.13μm CMOS工艺中实现了一款10位电流舵数模转换器(Digial-to-analog converter,DAC),单通道的面积为0.05mm2。测试结果显示,微分非线性(Differential non-linearity,DNL)与积分非线性(Integral nonlinearity,INL)分别为0.58LSB和0.56LSB,无杂散动态范围(Spurious free dynamic range,SFDR)最高可达80dBc。单通道DAC在1.2V数字/模拟电源电压下整体功耗小于3mW。     

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。     

一种带分段随机温度计码的10位电流舵数模转换器北大核心CSCD

介绍了一种基于分段随机温度计码的动态匹配算法。该算法可以有效抑制电流源失配造成的谐波失真,因此可以降低对电流源匹配的需求。在此算法基础上,针对芯片面积,优化了电流源尺寸选取与分段位数的选择。在SMIC 0.13μm CMOS工艺中实现了一款10位电流舵数模转换器(Digial-to-analog converter,DAC),单通道的面积为0.05mm2。测试结果显示,微分非线性(Differential non-linearity,DNL)与积分非线性(Integral nonlinearity,INL)分别为0.58LSB和0.56LSB,无杂散动态范围(Spurious free dynamic range,SFDR)最高可达80dBc。单通道DAC在1.2V数字/模拟电源电压下整体功耗小于3mW。     

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。     

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。     

一种面积与随机性均衡的DEM设计

针对高速电流舵数模转换器（Digital-to-Analog Conversion, DAC）中电流源阵列不匹配问题,提出了一种基于随机结合的分组译码动态元素匹配（Dynamic-Element Matching, DEM）结构以提升DAC的转换性能。所提结构是一种基于随机旋转（Random Rotation-based Binary-weighted Selection, RRBS）的改进结构。该结构首先将输入数据分成高位数据与低位数据,接着将低位数据经过RRBS结构处理所得的结果逐位与高位数据结合进行第二次处理并得到最终输出。该结构在输入数据为3位与输入数据大于3位这两种情况下存在差异。使用MATLAB对提出结构的无杂散动态范围（Spurious Free Dynamic Range, SFDR）进行了仿真。首先给出该结构在不同分段方式与不同误差情况下的SFDR对比图,接着将不同DEM结构在不同误差下进行对比,最后对该结构在不同输入频率与误差的情况进行仿真对比。同时,给出了该结构在tsmc65工艺下的综合结果。在相同的系统周期下,该结构所占用的面积相比于RRBS结构的更小。通过仿真...     

电流舵数模转换器的静态误差分析与建模

高分辨率的电流舵数模转换器（DAC）是电流源晶体管匹配特性设计的关键问题之一。获取晶体管匹配特性的常用方法是蒙特卡罗仿真,这种方法既耗时,又依赖于CPU的性能,设计效率低。针对电流舵DAC的静态失配进行了理论分析和公式推导,根据静态失配的特点,基于MATLAB构建电流舵DAC的静态误差模型,用于评估电流源管随机失配对DAC积分非线性良率的影响。该方法具有高精确度、高效率的特点。     

一种带电流源校准的16bit高性能DAC

设计了一种带电流源校准电路的16 bit高速、高分辨率分段电流舵型数模转换器(DAC)。针对电流舵DAC中传统差分开关的缺点,提出了一种优化的四相开关结构。系统分析了输出电流、积分非线性和无杂散动态范围(SFDR)三个重要性能指标对电流舵DAC的电流源单元设计的影响,完成了电流源单元结构和MOS管尺寸的设计。增加了一种优化设计的电流源校准电路以提高DAC的动态性能。基于0.18μm CMOS工艺完成了该DAC的版图设计和工艺加工,其核心部分芯片面积为2.8 mm^2。测试结果表明,在500 MHz采样速率、100 MHz输入信号频率下,测得该DAC的SFDR和三阶互调失真分别约为76和78 dB,动态性能得到明显提升。     

一种新颖的OTA结构的数模转换器

介绍了一种新颖结构的数模转换器，此转换器的设计核心是采用跨导运算技术，由CMOS运算跨导放大器（OTA）构成。此D／A转换器以模拟电流作为主要信号变量，以跨导运算放大器取代电压运算放大器，以基于OTA的有源元件取代部分无源元件，通过改变OTA的偏置电流，从而改变其互导增益gm和电压放大器增益Au，更适合于IC的集成。采用9个OTA构成一个8位的加法电路，8个OTA的互导增益gm对应8位的数字信号，8个MOS管作为开关运用由8位的数字信号控制，从而实现数字信号到模拟信号的转换。     

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10 bit 200MS/s电流型DAC设计

基于SMIC 0.18μm CMOS工艺,采用了具有电荷抽放技术的电流源结构,以及新型锁存电路产生同步控制信号.设计了一个10位精度的数模转换器(DAC),电源电压为1.8 V,在50负载条件下,DAC满量程输出电流为4mA.当采样频率为200 MHz,输入频率为5 MHz的情况下.满量程功耗为15 mw.微分非线性误差(DNL)为0.25 LSB,积分非线性误差(INL)为0.15 LSB,无杂散动态范围达到79.7 dB.     

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。     

一种双通道16位串行数模转换器电路设计

提出一种双通道16位串型数模转换器(Digital to Analog Converter,DAC)结构,该结构为电流舵与串电阻混合型DAC.设计采用4+6+6的分段方式,从结构角度能有效降低DAC的功耗,其中高4位采用串电阻型16选1的译码结构,中6位采用串电阻型64选1的译码结构,低6位采用温度计电流舵译码结构.并...     

10比特200Msps电流舵DAC的设计

实现了一款10比特200Msps采样速度的数模转换器。该数模转换器采用了8+2的分段结构,高8位比特使用温度码设计。文中详细分析了CMOS工艺下匹配问题,采取一定措施提高匹配性。该数模转换器采用3.3V供电电压,摆幅为2Vpp,提高了系统的抗干扰能力。在200Msps采样率下,后仿真结果可达到INL小于0.34LSB,DNL小于0.05LSB,有效比特数为9.9,SNDR达到61.7dB,SFDR为75.3dB。该DAC采用SMIC180nm CMOS工艺设计,整体面积为800*800μm2。     

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。     

一种低功耗嵌入式14位400MHz数模转换器

设计了一个14位刷新频率达400MHz,用于高速频率合成器的低功耗嵌入式数模转换器。该数模转换器采用5+4+5分段式编码结构,其电流源控制开关输出驱动级采用归零编码以提高DAC动态特性。该数模转换器核采用0.18μm1P6M混合信号CMOS工艺实现,整个模块面积仅为1.1mm×0.87mm。测试结果表明,该DAC模块的微分非线性误差是-0.9～+0.5LSB,积分非线性误差是-1.4～+1.3LSB,在400MHz工作频率下,输出信号频率为80MHz时的无杂散动态范围为76.47dB,并且功耗仅为107.2mW。     

一种高速电流型CMOS数模转换器设计

利用 Z参数噪声网络等效电路的分析方法 ,得到了用器件 Z参数表示的微波双极晶体管噪声参数的表达式 ,通过对微波低噪声双极晶体管的高频参数进行测试和分析 ,并把器件的网络参数和物理参数相结合 ,来对器件的最小噪声系数进行计算和分析 .     

12位400MS/s电流舵数模转换器

本文展示了一个12位400MS/s CMOS工艺的数模转换器。这款数模转换器采用6 2 4的分段结构和优化的开关方案来提升动态和静态性能。在400MS/s采样频率和10MHz输入信号频率的条件下,测试得到的无杂散动态范围达到77.18 dB。电路采用1.8V单电压供电,最大输出电流35mA。芯片采用标准1P-6M 0.18μm CMOS工艺制造,核心面积为0.6 mm2。