基于制作离散性对策的高性能CMOS DAC

基于CMOS器件的离散性机理及误差消除对策，研究了高速、高精度嵌入式CMOS数／模转换器(DAC)IP核的设计与实现．采用行、列独立译码的二次中心对称电流源矩阵结构，优化了电流源开关电路结构与开关次序；利用Cadence的Skill语言独立开发电流源矩阵的版图排序和布线方法。在0．6／μm N阱CMOS工艺平台下，12-bitDAC的微分线性误差和积分线性误差分别为1LSB和1．5LSB，在采样率为150MHz、工作电源为3．3V时的平均功耗为140mW。流片一次成功，主要性能指标满足设计要求。     

高清视频CMOS电流舵数／模转换器的设计

高清晰电视(HDTV)和无线通信网络的发展,对转换器速度和精度提出了更高的要求.基于新型传输门(TG)结构组成的电流源单元矩阵和译码逻辑电路,提出一种适用于高清晰视频使用的高速8位CMOS电流舵数/模转换器(CS-DAC).应用电流源单元矩阵结构和传输门结构的译码电路,有效减少了毛刺等干扰信号;TG结构设计的电路使晶体管数量和电路的延时显著减少;基于0.25 μm CMOS技术的DAC电路设计,功耗仅为21 mw,采样率达到1.5 GHz.仿真结果表明,电路的积分线性误差(INL)范围为-2～+2 LSB;微分线性误差(DNL)为-1～+4 LSB.     

一种CMOS视频D/A转换器的设计与应用

提出了一种10位200 MHz CMOS电流舵视频D/A转换器(DAC)实现电路。权衡线性度、功耗、面积以及弱化毛刺等因素,该DAC的高6位采用单位译码矩阵,低4位采用二进制加权阵列。采用新型开关策略,进一步提高单位译码矩阵的线性度;设计带平滑电路的电流源与差分开关电路,以提高动态性能。整个芯片采用新加坡特许半导体公司3.3 V工作电压、0.35μm2P2M CMOS工艺制造。DAC的面积为1.26 mm×0.78 mm,其积分非线性误差和微分非线性误差均小于±0.2 LSB。     

基于高精度电流源的10 bit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,DAC的积分非线性误差和微分非线性误差的最大绝对值分别为0.06 LSB和0.01 LSB;在输入频率为1.087 5 MHz,采样速率38.4 MS/s时,DAC的无杂散动态范围为65.3 dB;与传统相同性能的电流舵DAC相比,电流源单元的面积减少了约75%。     

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。     

基于QN旋转布局的10位500 MS/s分段电流舵DAC

针对分段电流舵数/模转换器（Digital-to-Analog Converter，DAC），通过理论分析和推导，研究电流源阵列系统失配误差和寄生效应对非线性的影响，采用电流源阵列Q^N旋转游走版图布局方案，能够减小电流源系统失配的一次误差，而且版图布线简单，由寄生效应引起的电流源失配较小，利于DAC非线性的优化.基于0.18μm CMOS，采用"6+4"的分段结构，设计了一种10位500MS/s分段电流舵DAC，流片测试结果表明，在输入频率为1.465MHz，采样速率为500MS/s的条件下，无杂散动态范围（Spurious Free Dynamic Range，SFDR）为64.9dB，有效位数（Effective Number of Bits，ENOB）为8.8 bit，微分非线性误差（Differential Non-linearity，DNL）和积分非线性误差（Integral Non-linearity，INL）分别为0.77LSB和1.12LSB.     

一种10bit 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.     

8bitCMOS高速电流型数模转换器设计

系统分析了高速电流型CMOS数模转换器的设计方法.设计了一种采样率为100ms/s,分辨率为8bit,电源电压为3.3v的CMOS电流型DAC.采用同步锁存技术增加了转换速度.电路仿真结果表明在采样率为100Ms/s,输入信号从直流到Nyquist频率,无杂散动态范围(SFDR)为59dB.积分线性误差(INL)和微分线性误差(DNL)分别为±0.5LSB和±0.3LSB.在采样率为100Ms/s,电源电压为3.3v时的功耗小于300mw.电路采用0.3um标准CMOS工艺实现.     

12位80MHz采样率具有梯度误差补偿的CMOS电流舵D/A转换器实现

提出了一种12位80MHz采样率具有梯度误差补偿的电流舵D/A转换器实现电路.12位DAC采用分段式结构,其中高8位采用单位电流源温度计码DAC结构,低4位采用二进制加权电流源DAC结构,该电路中所给出的层次式对称开关序列可以较好地补偿梯度误差.该D/A转换器采用台湾UMC 2层多晶硅、2层金属(2P2M)5V电源电压、0.5μm CMOS工艺生产制造,其积分非线性误差小于±0.9LSB,微分非线性误差小于±0.6LSB,芯片面积为1.27mm×0.96mm,当采样率为50MHz时,功耗为91.6mW.     

一种用于电流舵DAC的开关顺序优化技术

提出了一种用于电流舵DAC的开关顺序优化技术。首先,将高位电流源阵列拆分成四个部分并位于四个象限中,在每个象限中采用开关顺序优化技术消除电流源阵列由PVT变化而带来的二阶梯度幅值误差;其次,对开关顺序优化后的电流源阵列根据幅值变化进行排序并重组,形成最终的电流源及开关顺序,消除了一阶梯度幅值误差和其他残余误差。与常规开关顺序优化技术相比,该技术能更有效地降低幅值误差,提高了DAC的静态性能。为了验证提出的开关顺序优化技术,基于40 nm CMOS工艺制作了一个12位200 MS/s采样频率的电流舵DAC。测试结果表明,实施开关顺序优化技术的DAC的INL、DNL分别从0.63 LSB、0.37 LSB降低到0.54 LSB、0.25 LSB。