高速高精度的电流舵型数模转换器
发布时间：2020-09-25 22:48
数模转换器(Digital to Analog Converter,DAC)用来将数字量转换为模拟量,在无线通信系统、微机系统及图像处理等领域具有非常重要的应用。数模转换器的精度和速度是衡量其性能的核心指标,因此对于高速高精度的数模转换器的研究具有重大意义和深远影响。本文分析比较了不同结构的数模转换器的优缺点,并讨论了影响数模转换器性能的非理想因素,如线性度、匹配误差、有限输出阻抗等。因为电流舵型数模转换器可以直接驱动负载而不需要缓冲器,所以本文设计了一个14位分辨率、2GHz采样率的电流舵型数模转换器。构成电流舵型数模转换器的模块主要有:低电压差分信号(Low-Voltage Differential Signal,LVDS)接口电路、温度计译码器、开关驱动电路、开关阵列和电流源阵列。该数模转换器采用分段式结构,其中高5位采用温度计译码结构,低9位采用二进制译码结构。电流源阵列采用随机开关方案来抑制由工艺或热梯度产生的梯度误差和对称误差。另外,本文采用数字预失真算法提高数模转换器的动态性能。本文所设计的数模转换器在TSMC65nm1P7MCMOS工艺下制作完成,采用1.3V/2V的数字/模拟混合电压。通过对开关驱动电路和电流源电路的优化,提高了数模转换器的动态性能。测试结果显示,在2 GHz的时钟采样频率、240 MHz的工作频率下,无杂散动态范围(Spurious Free Dynamic Range,SFDR)为63.8 dBc,开启数字预失真校准后为70 dBc。该数模转换器的面积仅为0.19 mm2,总功耗为490 m W。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN792
【部分图文】：
逑图１．１邋ＤＤＳ系统框图逡逑如图１．１所示，是一个ＤＤＳ系统的原理j 图，一个完整周期的函数波形，逡逑不同相位下的幅值存储在一个相位－幅值查找表中。随着参考时钟信号的到来，逡逑时驱动相位累加器就会根据设定的步长以此增量累计相位，然后通过相位－幅值逡逑查找表取得幅值的数字量，这一数字量再通过数模转换器转换成模拟信号量，最逡逑后经过低通滤波器（Ｌｏｗ邋Ｐａｓｓ邋ｎｉｔｅｒ，邋ＬＰＦ）滤波后输出。随着参考时钟信号有效逡逑边沿的跳变，可以重构成所需频率的模拟信号。数模转换器作为直接数字频率合逡逑成器系统的核心，直接决定合成信号的特性好坏，因此要求数模转换器具有高速逡逑度、高精度以及较好的动态性能。逡逑随着第五代移动通信技术的发展，高速高精度数模转换器作为发射单元中的逡逑重要组成部分
由于数模转换器的输出模拟量是阶梯状的，因此输出的模拟量存在量化误逡逑差。分辨率的定义为：数模转换器的输出所能变化的最小量，即输入数字量k伪溴义匣卞澹蹋樱洛澹ǎ蹋澹幔螅翦澹樱椋纾睿椋妫椋悖幔睿翦澹拢椋簦涑瞿Ｄ饬康谋浠康木灾担缤迹玻杆尽ｅ义希模粒缅义希疲渝义希澹义希义希粒危粒蹋希清危义希希眨裕校眨藻澹咤危义希危冢海省义希澹卞澹蹋樱洛义希浴诲义县龋桑桑慑义希埃埃板澹埃埃卞澹埃保板澹埃保卞澹保埃板澹保埃卞澹保保板澹保保卞义希模桑牵桑裕粒体澹桑危校眨藻义贤迹玻稿澹模粒梅直媛适疽馔煎义希杂谝桓觯挝环直媛实氖Ｗ黄鳎直媛士梢员硎疚板义希玻常擦炕肷义纤搅炕肷嗣家迨怯捎诹炕氲囊恢衷肷杂谀慰固匦褪义夏Ｗ黄鞫裕怯肷憷吹摹４永砺凵辖玻Ｗ黄鞯氖淙胧致胗胧涑龅腻义夏Ｄ庵狄灰欢杂Γ换岵炕肷牵üＷ黄鞯氖涑瞿Ｄ庵低义衔尴尬痪鹊氖Ｗ黄飨啾冉希嵊形蟛畹拇嬖凇Ｈ缤迹玻顾尽Ｐ橄呤俏尴掊义衔磺槎鹊氖Ｗ黄鞯睦硐肽Ｄ馐涑鲋
本文编号：2827170
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN792
【部分图文】：
逑图１．１邋ＤＤＳ系统框图逡逑如图１．１所示，是一个ＤＤＳ系统的原理j 图，一个完整周期的函数波形，逡逑不同相位下的幅值存储在一个相位－幅值查找表中。随着参考时钟信号的到来，逡逑时驱动相位累加器就会根据设定的步长以此增量累计相位，然后通过相位－幅值逡逑查找表取得幅值的数字量，这一数字量再通过数模转换器转换成模拟信号量，最逡逑后经过低通滤波器（Ｌｏｗ邋Ｐａｓｓ邋ｎｉｔｅｒ，邋ＬＰＦ）滤波后输出。随着参考时钟信号有效逡逑边沿的跳变，可以重构成所需频率的模拟信号。数模转换器作为直接数字频率合逡逑成器系统的核心，直接决定合成信号的特性好坏，因此要求数模转换器具有高速逡逑度、高精度以及较好的动态性能。逡逑随着第五代移动通信技术的发展，高速高精度数模转换器作为发射单元中的逡逑重要组成部分
由于数模转换器的输出模拟量是阶梯状的，因此输出的模拟量存在量化误逡逑差。分辨率的定义为：数模转换器的输出所能变化的最小量，即输入数字量k伪溴义匣卞澹蹋樱洛澹ǎ蹋澹幔螅翦澹樱椋纾睿椋妫椋悖幔睿翦澹拢椋簦涑瞿Ｄ饬康谋浠康木灾担缤迹玻杆尽ｅ义希模粒缅义希疲渝义希澹义希义希粒危粒蹋希清危义希希眨裕校眨藻澹咤危义希危冢海省义希澹卞澹蹋樱洛义希浴诲义县龋桑桑慑义希埃埃板澹埃埃卞澹埃保板澹埃保卞澹保埃板澹保埃卞澹保保板澹保保卞义希模桑牵桑裕粒体澹桑危校眨藻义贤迹玻稿澹模粒梅直媛适疽馔煎义希杂谝桓觯挝环直媛实氖Ｗ黄鳎直媛士梢员硎疚板义希玻常擦炕肷义纤搅炕肷嗣家迨怯捎诹炕氲囊恢衷肷杂谀慰固匦褪义夏Ｗ黄鞫裕怯肷憷吹摹４永砺凵辖玻Ｗ黄鞯氖淙胧致胗胧涑龅腻义夏Ｄ庵狄灰欢杂Γ换岵炕肷牵üＷ黄鞯氖涑瞿Ｄ庵低义衔尴尬痪鹊氖Ｗ黄飨啾冉希嵊形蟛畹拇嬖凇Ｈ缤迹玻顾尽Ｐ橄呤俏尴掊义衔磺槎鹊氖Ｗ黄鞯睦硐肽Ｄ馐涑鲋
本文编号：2827170
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2827170.html
