高速10比特?cái)?shù)模轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì).pdf

1、數(shù)模轉(zhuǎn)換器在數(shù)字處理系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用，集成電路的大規(guī)?；?、數(shù)?；旌舷到y(tǒng)及片上系統(tǒng)(SOC)的趨勢(shì)需要高性能的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，例如，更高的速度、更高的分辨率、更低的功耗和低電壓工作等。 本研究設(shè)計(jì)了一個(gè)10位分段式電流舵型高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器。文章介紹了數(shù)模轉(zhuǎn)換器的工作原理和性能參數(shù)等，重點(diǎn)論述了設(shè)計(jì)并仿真的10位分段式電流舵型數(shù)模轉(zhuǎn)換器，并針對(duì)該新型數(shù)模轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題，進(jìn)行理論上的分析，給出整體電路的設(shè)計(jì)方案。采用模塊化的設(shè)計(jì)

2、方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速轉(zhuǎn)換，主要包括電流源矩陣模塊、鎖存模塊、譯碼模塊、帶隙基準(zhǔn)電壓源模塊及電流開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)等電路模塊。電流舵型數(shù)模轉(zhuǎn)換器只受到電流開(kāi)關(guān)速度的影響，相對(duì)于電壓型和電荷型結(jié)構(gòu)具有高速的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，考慮到數(shù)模轉(zhuǎn)換器的精度、復(fù)雜性和速度特性，決定采用電流舵型結(jié)構(gòu)，確定了“8+2”的分段式譯碼方式。其中高8位采用溫度計(jì)譯碼，可以減小誤差，加快速度。低2位采用二進(jìn)制碼，可以減小面積。采用高速同步鎖存電路和特殊結(jié)構(gòu)的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)電路，在保證精度和

3、功耗設(shè)計(jì)要求上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速轉(zhuǎn)換。并行輸入，互補(bǔ)電流輸出。從集成度、功耗、成品率等方面考慮，CMOS工藝明顯優(yōu)于雙極型工藝，故本設(shè)計(jì)采用CMOS工藝，并用TSMC0.13μm1P6M CMOS工藝模型在Spectre軟件上完成電路模擬仿真。該10位分段式電流舵型數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端可直接用電流輸出來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載阻抗，省去運(yùn)算放大器構(gòu)成的輸出緩沖，因此這種電路結(jié)構(gòu)可以達(dá)到很高的速度。本課題設(shè)計(jì)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器性能指標(biāo)為：工作電壓3.3V，微分非線性