一種應(yīng)用于DDS 14位1 GS/s電流舵型DAC的設(shè)計(jì)

楊俊浩，張甘英，張　濤

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第58研究所，江蘇無錫214035）

一種應(yīng)用于DDS 14位1 GS/s電流舵型DAC的設(shè)計(jì)

楊俊浩，張甘英，張濤

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第58研究所，江蘇無錫214035）

設(shè)計(jì)了一種基于SMIC 0.13 μm CMOS工藝的14位1 GS/s分段式電流舵型DAC。該DAC采用6+8的分段結(jié)構(gòu)，1.2 V/3.3 V雙電源供電，滿擺幅輸出電流為20 mA。采用兩級(jí)行列溫度計(jì)譯碼結(jié)構(gòu)、輸出形式可調(diào)開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路以及四開關(guān)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于直接數(shù)字頻率合成器中。線性度性能滿足指標(biāo)要求，DNL≤1LSB，INL≤1.5LSB。

分段式；電流舵；數(shù)模轉(zhuǎn)換器；直接數(shù)字頻率合成器

1　前言

直接數(shù)字頻率合成（Direct Digital Synthesize，DDS）是一項(xiàng)關(guān)鍵的數(shù)字化技術(shù)。與傳統(tǒng)的頻率合成相比，具有高分辨率、高轉(zhuǎn)換速率、低功耗和低成本等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電信及電子儀器領(lǐng)域［1］。作為DDS系統(tǒng)核心的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器（Digital-to-Analog Converter，DAC），其性能直接決定了合成信號(hào)的特性，這就要求DAC具有高速高精度以及較高的動(dòng)態(tài)性能。

分段電流舵DAC，集二進(jìn)制碼和溫度計(jì)碼電流舵DAC的優(yōu)點(diǎn)，具有先天性的高速高精度特性。高位電流源由經(jīng)過譯碼后的溫度計(jì)碼控制，以獲得較好的線性度和匹配特性，而低位電流源直接由二進(jìn)制碼控制以減小面積，同時(shí)降低譯碼電路的復(fù)雜度。由于電流舵DAC最終輸出為電流信號(hào)，不需要增加額外的電壓緩沖器就可以驅(qū)動(dòng)電阻負(fù)載，有效提高了DAC的轉(zhuǎn)換速率。

文章第2節(jié)介紹DAC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵模塊電路設(shè)計(jì)；第3節(jié)介紹電路仿真和版圖設(shè)計(jì)；第4節(jié)給出結(jié)論。

2　DAC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)

本文DAC的數(shù)字部分主要由輸入緩沖寄存器、譯碼器、開關(guān)信號(hào)陣列和時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)電路組成，結(jié)構(gòu)如圖1所示。……