【摘要】：近年來,寬帶通信、信號處理等電子系統(tǒng)的迅猛發(fā)展對高性能D/A轉換器需求不斷增長。作為連接數字系統(tǒng)與模擬系統(tǒng)的紐帶,D/A轉換器的速度、輸出帶寬和靜態(tài)與動態(tài)性能逐漸成為電子系統(tǒng)整體性能提升的瓶頸。本文在系統(tǒng)性地分析了電流舵D/A轉換器中存在的誤差因素之后,基于65nm混合信號工藝設計實現(xiàn)了一款14位5GSPS D/A轉換器。其整體架構包括14位5GSPS DAC內核,5GSPS高速數據接收合成電路以及2.5GHz高速時鐘接收處理電路。14位5GSPS DAC內核采用4+10分段電流舵架構,利用高阻抗電流源技術、高速電流開關和DEM譯碼技術解決了高轉換速率下D/A轉換器動態(tài)性能下降的問題,實現(xiàn)14位5GSPS DAC內核具有較好的靜態(tài)特性與動態(tài)性能;高速數據接收合成電路采用雙通道LVDS接口DDR采樣技術實現(xiàn)2.5GSPS數據接收,并通過2倍插值濾波和數據交織合成技術實現(xiàn)數據升采樣到5GSPS,解決了高速數據接收傳輸過程中的畸變和不同步問題;高速時鐘接收處理電路通過CML結構實現(xiàn)2.5GHz高速時鐘接收,利用占空比調整技術和低抖動PLL技術實現(xiàn)高速時鐘處理與分配。本文創(chuàng)新性地提出了一種DAC內核雙沿輸出技術,該技術通過對兩路正交數據半周期歸零,實現(xiàn)DAC內核正負時鐘沿均有數據輸出,有效提高數據輸出效率,可以實現(xiàn)混頻、歸零和插值工作模式。此外,針對雙沿輸出DAC內核對時鐘信號占空比敏感的要求,提出了一種基于CML結構占空比和交叉點可調的新型高速時鐘接收電路,解決了高速時鐘占空比失調和信號交叉點偏斜的問題,從而使得存在占空比失調的高速時鐘信號恢復為50%占空比,且誤差小于0.5%。根據所提方案,本文在65nm混合信號CMOS工藝下設計實現(xiàn)了一款14位5GSPS D/A轉換器。深入研究了納米工藝對D/A轉換器設計帶來的挑戰(zhàn),同時合理布局布線電流源陣列與整體D/A轉換器電路版圖。最終實現(xiàn)DNL和INL分別為±0.5LSB和±1LSB,轉換器動態(tài)性能SFDR在100MHz輸入信號情況下可以達到77dBc。芯片面積5*4mm~2,模擬電源1.8V、-1.5V,數字電源1.2V情況下,功耗為850mW。同時論文還指出本次設計后續(xù)需要完成版圖優(yōu)化與流片測試工作,為進一步的研究提供了方向。
【圖文】：

中國航天科技集團公司碩士學位論文A 轉換器原理及誤差分析章第一部分簡要介紹了 D/A 轉換器原理；第二部分介與動態(tài)性能參數指標；第三部分從電流源失誤差、電流差三方面，對電流舵 D/A 轉換器常見的誤差來源及其影D/A 轉換器原理/A 轉換器顧名思義就是 D/A 轉換器的功能定義是將輸入、加權等變換后，輸出與之等價的連續(xù)模擬量[10]。

Fig. 2.2 Transmission characteristic of an ideal D/A converter器性能參數器性能參數是考量轉換器工作性能表現(xiàn)的依據，分為靜態(tài)性能其中，靜態(tài)參數主要包括：分辨率（Resolution）、失調誤差（Oin Error）、量化噪聲（Quantization Noise）、積分非線性（Integral N非線性（Differential Nonlinearity，DNL）等；而動態(tài)參數包括ious Free Dynamic Range，SFDR）、信噪比（Signal-to-Noise RaTotal Harmonic Distortion，THD）、信號與噪聲諧波比（Signal-tio，SNDR）和互調失真（Intermodulation Distortion，IMD）等能參數差和增益誤差 轉換器傳輸曲線歸一化后應該是一條過原點，，斜率為 1 的直線
【學位授予單位】：中國航天科技集團公司第一研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN792

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 孫棟;一種經濟實用的微電流源[J];電測與儀表;1988年10期

2 羅其農;;圖象電路[J];電工技術;1989年08期

3 田科英;Widlar微電流源電阻參數計算的探討[J];華中師范大學學報(自然科學版);1989年03期

4 沈士權;;新型雙運放浮地電流源的設計[J];信息通信;2013年03期

5 張大平;也談電流源中偏置三極管的特殊結構[J];廣西教育學院學報;2002年01期

6 鄧成文;含無伴電流源電路回路電流方程列寫法[J];江漢大學學報;2000年03期

7 林靈;陳祖俊;;電流源電路的分析[J];思茅師范高等�？茖W校學報;2007年03期

8 ;用DAC設計數字可編程電流源[J];電子產品世界;1999年11期

9 楊艷;李東;;調頻電流源技術的研究[J];現(xiàn)代電子技術;2013年06期

10 李桂英;岳宇博;;一種新型半導體激光器電流源設計方法[J];信息系統(tǒng)工程;2011年10期

相關會議論文 前10條

1 趙娟;賈興;朱利君;陳敏;張紀昌;;15A大負載連續(xù)脈沖電流源[A];第二屆全國特種電源與元器件年會論文集[C];2002年

2 陳文楷;;關于雙向電流源電路的分析與應用[A];2004年電子技術學術研討會論文集[C];2004年

3 杜淼青;;用于電流傳感器調試的變頻電流源[A];四川省電子學會傳感技術第九屆學術年會論文集[C];2005年

4 劉鳳梅;劉紅俠;張耀輝;;高性能CMOS帶隙電流源的設計與分析[A];第十屆中國科協(xié)年會論文集（四）[C];2008年

5 王仲娟;葛蘆生;王文娟;郝玲玲;陳志杰;束林;;MOSFET電流源驅動原理及實現(xiàn)[A];2008中國電工技術學會電力電子學會第十一屆學術年會論文摘要集[C];2008年

6 魏巍;蔡志遠;馬少華;;基于DDS技術的程控電流源的設計[A];2010輸變電年會論文集[C];2010年

7 陳沒;李國富;李志遠;李永亮;高飛;;開關性沖擊負載下滯環(huán)控制電流源的研制[A];2013年中國電機工程學會年會論文集[C];2013年

8 劉曉川;王科社;張其龍;趙偉茗;;大功率電流源在晶體管熱阻測試儀中的應用[A];2007北京地區(qū)高校研究生學術交流會通信與信息技術會議論文集（上冊）[C];2008年

9 王沐;鄭旭峰;涂波;程木海;;高平均功率LD脈沖電流源[A];中國工程物理研究院科技年報（2005）[C];2005年

10 王金煒;;基于逆變電流源的變壓器有載分接開關測試系統(tǒng)的研究[A];第十九屆輸配電研討會論文集[C];2011年

相關重要報紙文章 前10條

1 湖北 朱少華 編譯;一款既簡單又精確的雙向電流源[N];電子報;2018年

2 湖北 朱少華 編譯;由電流源/鏡驅動的LED串[N];電子報;2017年

3 李曙光;可編程控制的電流源[N];電子報;2001年

4 成都 新鴻 編譯;大功率LED的高效電流源[N];電子報;2015年

5 湖北 朱少華 編譯;使用兩塊集成電路的精密可編程電流源[N];電子報;2016年

6 湖北 朱少華 編譯;覆蓋寬范圍的三晶體管的電流源[N];電子報;2014年

7 成都 李文 編譯;覆蓋寬范圍的三晶體管電流源[N];電子報;2015年

8 四川 吳銳 編譯;制作一個高精度的壓控電流源[N];電子報;2013年

9 山東 鄭茂欣;數控PWM高精度電壓電流源的制作[N];電子報;2006年

10 湖北 程功 編譯;具有高輸出阻抗的電流源[N];電子報;2016年

相關博士學位論文 前3條

1 湯華蓮;高速高精度電流舵型數模轉換器關鍵技術研究[D];西安電子科技大學;2014年

2 吳克軍;高速高精度電流舵數模轉換器校正技術研究[D];電子科技大學;2017年

3 錢湘萍;同步加速器磁場電源的數字調節(jié)器研究設計[D];蘭州大學;2011年

相關碩士學位論文 前10條

1 王浩;面向微網的電流源變流器調制策略研究[D];天津大學;2018年

2 蘇琳;一種激光器驅動電流源設計與頻點電流獲取方法研究[D];哈爾濱理工大學;2018年

3 潘子君;基于功率運算放大器的電壓控制交流大電流源的研究[D];哈爾濱理工大學;2018年

4 張雷;14位5GSPS高速DAC研究與設計[D];中國航天科技集團公司第一研究院;2018年

5 徐婧;雙路輸出任意波形電流源的研究與設計[D];西安科技大學;2018年

6 李偉;低噪聲高穩(wěn)定性的半導體激光器電流源的研制[D];燕山大學;2013年

7 王金煒;基于逆變電流源的電感和電阻測量方法研究[D];哈爾濱理工大學;2010年

8 吳逸敏;用于隧道超前探測的交流變頻電流源的設計[D];武漢工程大學;2015年

9 劉景;基于雙電流源激勵的電阻層析成像測量技術研究[D];中國石油大學;2009年

10 李春雨;地下電流源激勵的超低頻電磁波的研究[D];華中科技大學;2009年

本文編號：2654099