一種16位高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：基于Mixed-Signal CMOS工藝，本文設(shè)計(jì)了一種采用分段式電流舵結(jié)構(gòu)的高速高精度DAC。同時(shí)在該DAC的內(nèi)部電路中采用了一種新的電流校準(zhǔn)技術(shù)，既保證了DAC電路的高精度，又減小了梯度誤差的影響。電路流片后的實(shí)際測試結(jié)果表明，該16位DAC在400MSPS轉(zhuǎn)換速率下仍具有良好的性能。本文網(wǎng)絡(luò)版地址：http：//www.eepw.com.cn/article/203231. htm

關(guān)鍵詞：數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）；自校準(zhǔn)；校準(zhǔn)DAC（CALDAC）

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2014.1.016

引言

隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）作為連接數(shù)字世界和模擬信號之間的橋梁正發(fā)揮著越來越重要的作用，而且現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、無線通訊等信息產(chǎn)業(yè)的不斷進(jìn)步，對DAC的速度、精度等性能指標(biāo)也不斷提出更高的要求。

為滿足現(xiàn)代航天高科技產(chǎn)業(yè)對高速高精度DAC芯片的需求，本文基于Mixed-Signal（混合信號）CMOS工藝技術(shù)，設(shè)計(jì)了一個(gè)采用分段式電流舵結(jié)構(gòu)的16位400MSPS的D/A轉(zhuǎn)換器，論文第二節(jié)在理論分析和電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上確定了該DAC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理，第三節(jié)給出了電路中采用的自校準(zhǔn)技術(shù)及其設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，流片后電路的實(shí)測結(jié)果在第四節(jié)予以說明，最后給出論文研究工作的簡要總結(jié)。

16位400M DAC的系統(tǒng)構(gòu)架

在目前常用的DAC結(jié)構(gòu)中普遍采用的是電流輸出型DAC，這是因?yàn)殡娏鬏敵鲇兄俣瓤臁㈦娫蠢寐矢摺?yīng)用廣泛、輸出范圍寬等特點(diǎn)，使得該結(jié)構(gòu)的DAC適合于高速高精度的設(shè)計(jì)要求。

圖1所示為基于上述分段電流舵而設(shè)計(jì)的16位400M DAC的系統(tǒng)構(gòu)架框圖。該電路主要由LVDS模塊、行譯碼與列譯碼模塊、帶隙基準(zhǔn)源模塊、校準(zhǔn)模塊、偏置電路、時(shí)鐘分配驅(qū)動(dòng)模塊以及模擬開關(guān)與電流源陣列等部分組成。……