cmos电流舵dac设计高层次研究

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1、摘要通讯和数字视频系统等运用宽带数据传输技术的应用近来迅速增长，需要高速、高分辨率的数据转换器(刖D和D／A)，以及带有高性能数据转换器构建模块的sOc(片上系统)。CMOs电流舵DAc以其固有的转换速度快、能有效利用硅片面积和电源、易于兼容标准数字CMOS工艺等特点，成为这些应用中模数转换器结构的选择。作为SOC研究和设计方法的尝试，我们为cOMs电流舵DAC建立了高层次模型，并运用数学工具Matlab和高级硬件描述语言vemog—AMs来仿真和预测DAC的性能，进而指导DAC的设计。本文首先对模拟电路单元和典型混合信号系统的模型进行研究和仿真，然后重点描述了电流源匹配误差和电流源输

2、出阻抗对DAC性能的影响。利用相应的高层次模型，详细分析并仿真了电流源匹配误差和电流源输出阻抗对DAc的非线性误差NL、信号噪声失调比sNDR、无杂波动态范围SFDR的影响。本文最后描述了一个设计实例，基于TSMCO．35微米混合信号cMOS工艺为通讯应用设计了一种5V、14位分辨率的分段电流舵DAC。关键词：片上系统cM0s电流舵数模转换器高层次模型Ab虬ract!AbstractTherecemgro、vthofapplicationsusingwide_banddatatransmissionsuchastelecoInm删cationanddigitalvideosystems

3、requireshigh—speedhigh。resolutiondataconverters(A／Da11dD／A)andsystemOnchip(soc)wimhi曲perfomancedataconvenersaspanofbuildingblocks．CMOScuHents忙eringDACsareiI血erentlyfast，siliconareaa工ldpowerefrective，easytoime乒aleinstandarddigitalCMOStecllIlologiesaⅡdthereforethearchitectureofchoiceforsuch印plicat

4、ions．AsanewtryofSOcstudya11ddesignmethods，wehavebuilthi曲abstractionlevelmodelsforCMOScurrentsteeringDACs，tosimuIateandpredicttheperformaIlceofDAC埘mmamt001MatlabaJldadvallcedhardwaredescriptionlanguageverilog—AMS．Inthisp印er，firstthemodelsofseVeralanalogu11itsandtypicalmixedsignalsystemsarestumeda

5、Ildsimulated，thenthea疗、ectsofmatchingerrorsofcurrcntso、】rcetoperformanceofDACandthe世毛ctsofoutputresistanceofcurfentsourcet0perf0H】1anceofDACaredescribedemphatically．Withcorrespondingmodelshowthematchingerrorsandoutputresistanceofcurremsourcea扫FectmeNL，SNDRaIldSFDRofDACisanalyzedaIldsimulatedinde

6、tail．Atlast，asapracticaldesignex咖pk，a5V’14-bithi出speedsegmentedcurrent—steeringDACbasedontheTSMCO．35“mmixed-si口a1CMOStec上lIlologyfortelecommu面cation印plicationsisalsodescribed．Ke，rword：SoCCMoScun‘ent-steeringDACHighabstractionleVelmodels第一章绪论近年来，有线和无线通讯技术以及数字视频系统发展迅速，对信号的数字化处理和实现要求越来越高，对集成电路和元器件的

7、要求也越来越苛刻，采用多片Ic和大量分立器件设计的系统无论在性能上还是在体积、成本等方面，已经难以满足实际使用要求，在产品中使用soc(systemOnchip)己成为业界发展的主流。充分利用日益发展的集成电路工艺，研究sOC及其构建模块的设计方法是集成电路设计的一个热门课题，具有重要的现实意义。1。1论文的背景、现状与意义随着集成电路技术的不断发展，片上系统(SOC)设计正在成为集成电路设计的发展方向。soc芯片集成了大量的IP核，如微处理器