一种16位电流舵DAC的高精度前台校准方法

基于28 nm CMOS工艺,采用一种高精度的前台校准技术设计了一款16 bit电流舵数模转换器（Digitalto-analog converter,DAC）电路。该前台校准算法对16 bit数据对应的所有电流源进行校准,并且使用的电流源只有两种大小,降低校准难度的同时也提升了校准的精度。该校准电路引入了两种校准补充电流,分别用于温度和输出电流变化引起电流源失配的补偿,进一步减小了DAC电流源的失配,有效提高了DAC的整体性能。采用校准后,在-40～85℃温度范围内,微分非线性≤0.8 LSB,积分非线性≤2.0 LSB,200 MHz输出信号下无杂散动态范围≥75.3 dB。该校准方法提高了DAC的温度稳定性。     

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。     

一种14位210MSPS校准电流DAC设计

本文设计了一种3.3V 14位210MSPS电流型DAC。该转换器包括高速模拟开关、带隙参考电路、电流调整电路和高速锁存器等。采用了分段电流沉结构,同时还采取了电流源调整技术,改善了芯片的线性参数。电路基于0.35μm CMOS工艺设计,芯片面积3.8mm2。测试表明,其刷新率可达210MSPS,INL为±0.8LSB,DNL为±0.5LSB,SFDR@fclk=210MSPS为72dBC@fout=5.04MHz,在3.3V电压下工作时功耗小于120mW。本文网络版地址:http://www.eepw.com.cn/article/233873.htm     

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。     

一种10 bit电流舵型DAC的设计与仿真

设计了一款分辨率为10 bit、采样频率为160 MSps的数模转换器,该设计基于SMIC55nm 1P6M标准CMOS工艺,结构为分段式电流舵型,采用模拟电源2.5 V和数字电源1.2 V双电源形式供电,具有I/Q双通道.与传统DAC结构不同的是,内部采用了一个高精度、低温漂的基准电流源代替了带隙基准电压源以及电压-...     

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。     

一种不同缩放类型组合的低功耗DAC

提出了一种内置于SAR ADC的低功耗DAC,采用不同缩放类型分段组合的方式,明显减小了芯片占用面积,降低了功耗。基于华润上华公司的0.35 μm CMOS工艺,利用Cadence Spectre仿真工具对电路进行分析,结果显示该DAC整体电路的功耗为0.93 mW,最大积分非线性(INL)为－0.74 LSB,最大微分非线性(DNL)为－0.48 LSB,优值(FOM)为3.81,版图的面积为0.086 mm²,很好地满足了低功耗和小面积的要求。     

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。     

一种16位高精度分段式电阻型DAC设计

采用0.5μm BCD工艺,设计了一种16位分段式电阻型高精度DAC。根据集成电路工艺中电阻的一般失配特性,确定电阻型DAC采用“4+12”的分段结构,分别为高位温度计码结构和低位二进制码结构。整个电路中的电阻类型均采用高阻型电阻,减小了DAC开关结构中的失配,极大降低了整体功耗。电路结构紧凑,整体面积小,仅有2.397 6 mm²。结合后仿真结果,对版图进行合理调整,使电路具有较低的微分非线性(DNL),之后采用校正结构,进一步降低DNL。电路测试结果表明,输入数字信号为10 kHz的正弦波时,DAC的无杂散动态范围(SFDR)为57.72 dB,DNL为0.5 LSB,积分非线性(INL)为1 LSB,功耗为1.5 mW。     

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12位低功耗电阻串架构DAC

利用分段式电阻串结构,基于CMOS工艺设计了一款12位3.4 MHz低功耗数模转换器(DAC)芯片。结合建立速度和静态性能的设计指标,确定“5+7”式分段结构,在保证建立速度的条件下考虑到电阻的失配性,实现良好的微分非线性(DNL)和积分非线性(INL)特性。后仿真结果表明,在3.4 MHz速度下,常温下DNL为0.14 LSB,INL为1 LSB,在-40～125℃下,DNL为0.6 LSB,INL为2 LSB,并且表现出-84 dB的总谐波失真(THD),以及在3 V电压下378μW的极低功耗,版图面积缩小到1.09 mm×0.91 mm。     

A 14-bit Current-Steering DAC with Current-Mode Deglitcher

A 14-bit current-steering DAC utilizing parallel current memories operating as a deglitcher is presented. The high linearity of the current memories is based on a memory MOS transistor biased in the triode region and a bootstrapped sampling switch. The prototype circuit is implemented using a 0.35-m BiCMOS (SiGe) technology and it occupies 5.7 mm² of silicon area. According to measurements, THD is –66.8 dBc with a 9.1-MHz input signal and 30-MHz clock frequency. Two-tone test gives intermodulation levels below 68 dBFS at 40-MS/s sampling rate. The power dissipation is 370 mW from a 3-V supply.     

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。     

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。     

一种基于数字后台校准技术的14 bit 500 MS/s 数模转换器

Thelinearityofcurrent-steeringdigital-to-analogconverters（DACs）atlowsignalfrequenciesismainly limited by matching properties of current sources, so large-size current source arrays are widely used for better matching. This, however, results in large gradient errors and parasitic capacitance, which degrade the spurious free dynamic range（SFDR） for high-frequency signals. To overcome this problem, calibration is an effective method.In this paper, a digital background calibration technique for current-steering DACs is presented and verified by a 14-bit DAC in a 0.13 m standard CMOS process. The measured differential nonlinearity（DNL） and integral nonlinearity（INL） are 0.4 LSB and 1.2 LSB, respectively. At 500-MS/s, the SFDR is 70 dB and 50.3 dB for signals of 5.4 MHz and 224 MHz, respectively. The core area is 0.69 mm2and the power consumption is 165 mW from a mixed power supply with 1.2 V and 3.3 V.     

一种用于高精度电流型DAC的输出级设计

提出了一种应用于电流型数模转换器(DAC)的输出电路。在对输出级的功能和稳定性作了分析计算后，设计了一种高增益、低失真的运放(OP)电路。运放模拟的直流增益为108dB，环路带宽为30MHz，环路相位裕量为60度，在输出为1rms时，THD N可达到104．8dB。和传统的开关电容(SC)输出级相比，该电路具有面积小、噪声低等优点，可应用于高精度的电流型DAC。     

一种GSM无线发射系统中的低功耗数模转换器

针对GSM标准无线发射系统中数模转换器(DAC)的要求,分析了影响其性能和功耗的限制因素,并在SMIC 0·13μm CMOS工艺1.2 V电源电压下设计了一款10位电流驱动型数模转换器(Current-steering DAC).使用最佳拟合线的算法衡量电流源匹配的随机误差对DAC静态非线性的影响,使得DAC的电流源...     

A 6-bit 4 GS/s pseudo-thermometer segmented CMOS DAC

A 6-bit 4 GS/s, high-speed and power-efficient DAC for ultra-high-speed transceivers in 60 GHz band millimeter wave technology is presented. A novel pseudo-thermometer architecture is proposed to realize a good compromise between the fast conversion speed and the chip area. Symmetrical and compact floor planning and layout techniques including tree-like routing, cross-quading and common-centroid method are adopted to guarantee the chip is fully functional up to near-Nyquist frequency in a standard 0.18 #m CMOS process. Post simulation results corroborate the feasibility of the designed DAC, which can perform good static and dynamic linearity without calibration. DNL errors and INL errors can be controlled within 4-0.28 LSB and 4-0.26 LSB, respectively. SFDR at 4 GHz clock frequency for a 1.9 GHz near-Nyquist sinusoidal output signal is 40.83 dB and the power dissipation is less than 37 roW.