【摘要】：數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)在復(fù)雜的數(shù)字世界中,扮演著重要的角色。數(shù)模轉(zhuǎn)換器能夠?qū)?shù)字輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬輸出信號(hào),常用于轉(zhuǎn)換數(shù)字音頻或視頻等信號(hào)。隨著無(wú)線通信、數(shù)字音頻的爆發(fā)增長(zhǎng),DAC適應(yīng)市場(chǎng)的需求向更高速度、更高分辨率、更低成本等方向發(fā)展。目前,DAC已經(jīng)有許多不同的結(jié)構(gòu),各有特點(diǎn)和局限性。本文首先分析了電荷比例型DAC、電流比例型DAC、電壓比例型DAC這三種DAC的結(jié)構(gòu),比較他們各自結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn),并采用R-2R電阻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一款應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)控制的DAC芯片。通過(guò)分析R-2R型DAC線性誤差,得出R-2R電阻轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)中各位模擬開(kāi)關(guān)尺寸的比例關(guān)系,改進(jìn)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)提出“5+7”分段電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。本人主要負(fù)責(zé)降壓電路、控制時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路、輸入數(shù)字信號(hào)處理電路、存儲(chǔ)器電路設(shè)計(jì)及R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)采用了 Candence公司的一系列軟件,設(shè)計(jì)流程如下:首先進(jìn)行原理圖輸入、再做全定制版圖設(shè)計(jì)、然后進(jìn)行版圖規(guī)則檢查(DRC)、版圖與電路一致性檢查(LVS)、寄生參數(shù)提取(PEX)、電路后端仿真。在設(shè)計(jì)電路版圖過(guò)程中注意了器件的匹配與干擾的隔離。經(jīng)Spectre后仿表明:常溫環(huán)境下DAC的積分非線性誤差(INL)和微分非線性誤差(DNL)分別小于0.46LSB、0.26LSB,在-55～125℃范圍內(nèi)INL和DNL分別為0.54LSB、0.3LSB,建立時(shí)間為1μs,轉(zhuǎn)換速度為1M。滿足設(shè)計(jì)要求INL為1LSB、DNL為0.5LSB的設(shè)計(jì)要求,實(shí)現(xiàn)了芯片的高精度和高穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)基于CSMC 0.25μm 30VBCD 1P6M工藝對(duì)所設(shè)計(jì)的DAC芯片進(jìn)行流片驗(yàn)證。
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN792

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