一种基于分段电阻的低功耗电流舵DAC

基于 SMIC 180 nm 标准 CMOS 工艺,设计了一款面积仅为320 μm×150 μm的10 bit分段式电流舵数模转换器(DAC)。该设计采用“5+5”式分段,通过电阻实现高位子DAC的量化阶梯,从而减小高位子DAC所需电流。与原始的电阻量化结构相比,改变电流流向,节约了一半的电流源数量。同时通过校准电阻的方式,有效校准了结构中存在的特殊非理想特性。仿真验证结果表明,本分段电流舵DAC微分非线性(DNL)和积分非线性(INL)最大值分别为0.09 LSB和0.34 LSB,无散杂动态范围为64.52 dB,功耗为8.58 mW。与传统结构相比,该结构面积减小约80%,有效减小分段式电流舵DAC的功耗以及面积。     

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...     

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。     

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.     

一种带有插值滤波器的8位650MHz采样速率数字模拟转换器

针对OFDM-UWB标准超宽带收发系统中数模转换器(DAC)的要求,设计了一款8位650MHz采样速率电流驱动型数模转换器(Current-steering DAC)。为了提高静态性能,本设计通过蒙特卡洛分析确定电流源最佳尺寸并采用双中心版图技术;为了提高动态性能,文中采用共源共栅电流源结构,对开关电压降摆幅处理并在数字输入端前加入插值滤波器。测试结果表明,DAC的积分非线性(INL)和差分非线性(DNL)分别为0.3LSB和0.41LSB,650MHz转换速率下带内奈奎斯特无杂散动态范围(SFDR)为41dB。整体面积为1.8cm×1.3cm,其中DAC面积为0.8cm×0.8cm。     

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.     

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。     

一种带斐波那契译码的高精度电流舵DAC

在设计的电流舵DAC中应用了一种新的译码结构,即斐波那契数列译码结构。通常电流舵DAC设计基于面积和精度的折衷考虑,会采用高位温度计译码,低位二进制译码的分段结构,在此设计的电流舵DAC为进一步提高精度,高位6位仍采用温度计译码,低6位用斐波那契数列译码代替二进制译码。仿真测得DAC转换器的积分非线性误差（INL）为0.5 LSB,微分非线性误差（DNL）为0.28 LSB。在10 MHz采样率下,无杂散动态范围（SFDR）达85 dB。     

新型电流控制电流传输器

提出了一种新型电流控制电流传输器(CCCII)电路。该CCCII电路由跨导线性环电路和双极性Wilson电流镜构成。为实现该新型CCCII电路,还提出了双端输出的双极型Wilson电流镜。该CCCII电路具有输出阻抗高、电压及电流传输精度高、易于实现、便于集成等优点。文中分析了电路的工作原理,给出了实验结果,验证了电路的正确性。     

基于CC多输入单输出电流模式滤波器

为了实现结构简单、便于集成的三输入单输出电流模式滤波器,提出了三输入单输出电流模式滤波器的信号流图。用CC(第二代电流传输器)及多端输出的电流镜实现了该信号流图,得到一个由CC及电流镜共同构成的电流模式滤波器。该滤波器由2个CC、1个三端输出的电流镜及4个RC元件构成,能方便地实现5种滤波器输出。该滤波器可用于通信、电子测量与仪器仪表中的信号处理。硬件实验结果表明提出的电路是正确的。     

基于CCⅡ多输入单输出电流模式滤波器

为了实现结构简单、便于集成的三输入单输出电流模式滤波器,提出了三输入单输出电流模式滤波器的信号流图。用CCⅡ（第二代电流传输器）及多端输出的电流镜实现了该信号流图,得到一个由CCⅡ及电流镜共同构成的电流模式滤波器。该滤波器由2个CCⅡ、1个三端输出的电流镜及4个RC元件构成,能方便地实现5种滤波器输出。该滤波器可用于通信、电子测量与仪器仪表中的信号处理。硬件实验结果表明提出的电路是正确的。     

一种高精度电流检测电路的设计

针对常用电流模式的升压转换器结构,提出了一种高精度电流检测电路。该电路在保证响应速度的前提下,通过增加电路环路增益,降低误差源等方法,提高检测电路的电流检测精度。与其他结构电路相比,有结构简单,响应速度快,电流检测精度高的优点。基于Chartered的0.35μm的3.3V/13.5V CMOS工艺,使用Spectre仿真器,对该电路进行了仿真与验证。结果证明,在输入电压为2.5V～5.5V,电感电流为100mA～500mA,工作频率为1MHz的情况下,能够正常稳定工作,并且电流精度高达93%。     

Bias Current Generators with Wide Dynamic Range

Mixed-signal or analog chips often require a wide range of biasing currents that are independent of process and supply voltage and that are proportional to absolute temperature. This paper describes CMOS circuits that we use to generate a set of fixed bias currents typically spanning six decades at room temperature down to a few times the transistor off-current. A bootstrapped current reference with a new startup and power-control mechanism generates a master current, which is successively divided by a current splitter to generate the desired reference currents. These references are nondestructively copied to form the chip’s biases. Measurements of behavior, including temperature effects from 1.6 and 0.35 μ implementations, are presented and nonidealities are investigated. Temperature dependence of the transistor off-current is investigated because it determines the lower limit for generated currents. Readers are directed to a design kit that allows easy generation of the complete layout for a bias generator with a set of desired currents for scalable MOSIS CMOS processes.Tobi Delbrück is a group leader at the Inst. of Neuuroinformatics (INI), part of ETH Zurich and the University of Zurich, Switzerland. His main interest is in developing application-specific low-power vision sensor chips. In 1993 he graduated with a PhD in Computation and Neural Systems from Caltech, where he worked in Carver Mead’s laboratory. He co-invented with Mead a widely-used adaptive photoreceptor circuit and invented the bump circuit. Subsequently he worked for several years for Arithmos, Synaptics, National Semiconductor, and Foveon, where he was one of the founding employees. In 1998 he moved to Switzerland to join INI. In 2002 he was lead developer of a tactile luminous floor used in INI’s exhibit “Ada: Playful Intelligent Space” experienced by more than a half million visitors to the Swiss National Exhibition. He has been awarded 7 patents, and has written or coauthored 8 journal papers, 14 peer-reviewed conference papers, 4 book chapters, and 1 book.André van Schaik obtained his M.Sc. in electronics from the University of Twente in 1990. In 1991–1994he worked at CSEM, Neuchâtel, Switzerland, in the Advanced Research group of prof. Eric Vittoz. In this period he designed several analogue VLSI chips for perceptive tasks, some of which have been industrialised. A good example of such a chip is the artificial, motion detecting, retina in Logitech’s Trackman Marble TM.From 1994 until 1998, he was a research assistant and Ph.D. student with Prof. Vittoz at the Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne (EPFL). The subject of his Ph.D. research was the development of analogue VLSI models of the auditory pathway. In 1998 he was a post-doctorate research fellow at the Auditory Neuroscience Laboratory at the University of Sydney.In April 1999 he became a Senior Lecturer in Computer Engineering for the School of Electrical & Information Engineering at the University of Sydney. He is now a Reader in the same School and Head of the Computing and Audio Research Laboratory. His research interests include analogue VLSI, neuromorphic systems, wireless sensor networks, human sound localisation, and virtual reality audio systems.     

基于复合管改进型电流镜的CCCⅡ电路

提出了一种新型的电流控制第二代电流传输器电路。该电路由6个复合管改进型电流镜和1个跨导线性环组成,该电路的电流传输精度远高于基于基本电流镜和级联电流镜实现的电流控制第二代电流传输器(CCCII)的电流传输精度。对电路原理进行了分析,并进行了硬件实验,实验结果表明频率在0～1.3MHz范围内能很好地满足CCCII的电流和电压特性关系,从而证明提出的电路是正确的。     

基于复合管改进型电流镜的CCCII电路

提出了一种新型的电流控制第二代电流传输器电路。该电路由6个复合营改进型电流镜和1个跨导线性环组成．该电路的电流传输精度远高于基于基本电流镜和级联电流镜实现的电流控制第二代电流传输器（CCCII）的电流传输精度。对电路原理进行了分析，并进行了硬件实验，实验结果表明频率在0-1．3MHz范围内能很好地满足CCCII的电流和电压特性关系，从而证明提出的电路是正确的。     

脉冲激光电源中电流可编程的实现

本文介绍了一种用于脉冲激光电源的新型电流可编程控制操作系统。该系统采用上下位机的方式实现电流波形的输入、显示、存储及D/A输出。就系统的实现给出了硬件框图、软件流程图以及部分源程序。     

紫峰大厦雷电流全波测量研究

雷电流是描述闪电放电最重要的物理量,对于雷电防护相关研究意义重大,因此,雷电流测量一直是雷电研究领域的基础性工作。为了获得自然雷电流全波波形,在南京第一高楼紫峰大厦(约450 m)楼顶的避雷针处安装了一套雷电流全波测量系统,用于长期检测雷击建筑物回击电流和建筑物上行先导电流。该系统包含两套子系统,分别由雷电流传感器、数据传输系统、数据采集系统、远程控制系统构成,能够同时测量回击电流和建筑物上行先导电流,对国内特别是华东地区高塔自然雷电流研究具有重大意义。首先对所安装的雷电流测量系统进行了介绍,对测得的两组上行先导电流波形进行了全面分析,得出高建筑物上行先导电流波形的相关特征。     

一种海洋表面矢量流图生成算法的研究

针对海洋动力学重要参数－海流,利用两台雷达的海洋表面径向流图,来生成海洋表面矢量流图的算法,并给出计算机模拟的结果。结果表明,该算法获得的海洋表面矢量流场效果良好,达到了工程应用的预期效果。