數(shù)模轉(zhuǎn)換器(Digital to Analog Converter,DAC)用來將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量,在無線通信系統(tǒng)、微機系統(tǒng)及圖像處理等領(lǐng)域具有非常重要的應用。數(shù)模轉(zhuǎn)換器的精度和速度是衡量其性能的核心指標,因此對于高速高精度的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的研究具有重大意義和深遠影響。本文分析比較了不同結(jié)構(gòu)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的優(yōu)缺點,并討論了影響數(shù)模轉(zhuǎn)換器性能的非理想因素,如線性度、匹配誤差、有限輸出阻抗等。因為電流舵型數(shù)模轉(zhuǎn)換器可以直接驅(qū)動負載而不需要緩沖器,所以本文設計了一個14位分辨率、2GHz采樣率的電流舵型數(shù)模轉(zhuǎn)換器。構(gòu)成電流舵型數(shù)模轉(zhuǎn)換器的模塊主要有:低電壓差分信號(Low-Voltage Differential Signal,LVDS)接口電路、溫度計譯碼器、開關(guān)驅(qū)動電路、開關(guān)陣列和電流源陣列。該數(shù)模轉(zhuǎn)換器采用分段式結(jié)構(gòu),其中高5位采用溫度計譯碼結(jié)構(gòu),低9位采用二進制譯碼結(jié)構(gòu)。電流源陣列采用隨機開關(guān)方案來抑制由工藝或熱梯度產(chǎn)生的梯度誤差和對稱誤差。另外,本文采用數(shù)字預失真算法提高數(shù)模轉(zhuǎn)換器的動態(tài)性能。本文所設計的數(shù)模轉(zhuǎn)換器在TSMC65nm1P7MCMOS工藝下制作完成,采用1.3V/2V的數(shù)字/模擬混合電壓。通過對開關(guān)驅(qū)動電路和電流源電路的優(yōu)化,提高了數(shù)模轉(zhuǎn)換器的動態(tài)性能。測試結(jié)果顯示,在2 GHz的時鐘采樣頻率、240 MHz的工作頻率下,無雜散動態(tài)范圍(Spurious Free Dynamic Range,SFDR)為63.8 dBc,開啟數(shù)字預失真校準后為70 dBc。該數(shù)模轉(zhuǎn)換器的面積僅為0.19 mm2,總功耗為490 m W。
【學位單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN792
【部分圖文】：

逑圖１．１邋ＤＤＳ系統(tǒng)框圖逡逑如圖１．１所示，是一個ＤＤＳ系統(tǒng)的原理j圖，一個完整周期的函數(shù)波形，逡逑不同相位下的幅值存儲在一個相位－幅值查找表中。隨著參考時鐘信號的到來，逡逑時驅(qū)動相位累加器就會根據(jù)設定的步長以此增量累計相位，然后通過相位－幅值逡逑查找表取得幅值的數(shù)字量，這一數(shù)字量再通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號量，最逡逑后經(jīng)過低通濾波器（Ｌｏｗ邋Ｐａｓｓ邋ｎｉｔｅｒ，邋ＬＰＦ）濾波后輸出。隨著參考時鐘信號有效逡逑邊沿的跳變，可以重構(gòu)成所需頻率的模擬信號。數(shù)模轉(zhuǎn)換器作為直接數(shù)字頻率合逡逑成器系統(tǒng)的核心，直接決定合成信號的特性好壞，因此要求數(shù)模轉(zhuǎn)換器具有高速逡逑度、高精度以及較好的動態(tài)性能。逡逑隨著第五代移動通信技術(shù)的發(fā)展，高速高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器作為發(fā)射單元中的逡逑重要組成部分

由于數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出模擬量是階梯狀的，因此輸出的模擬量存在量化誤逡逑差。分辨率的定義為：數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出所能變化的最小量，即輸入數(shù)字量k偽溴義匣卞澹蹋櫻洛澹ǎ蹋澹幔螅翦澹櫻椋紓睿椋媯椋悖幔睿翦澹攏椋簦�，输出模娘喛抵\浠康木災擔繽跡玻桿盡ｅ義希模粒緬義希疲渝義希澹義希義希粒危粒蹋希清�，辶x希希眨裕校眨藻澹咤危義希危冢海省義希澹卞澹蹋櫻洛義希浴誨義縣齲桑桑懾義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義希模桑牽桑裕粒體澹桑危校眨藻義賢跡玻稿澹模粒梅直媛適疽饌煎義希雜諞桓觶撾環(huán)直媛實氖Ｗ黃鰨直媛士梢員硎疚板義希玻常擦炕肷義纖攪炕肷�，顾名思义是由诱尶化而引葰枘一种噪声，峨s諛慰固匭褪義夏Ｗ黃鞫�，是与生俱来的。从赖Z凵轄�，数模转稽S韉氖淙朧致胗朧涑齙膩義夏Ｄ庵狄灰歡雜�，矒Q岵炕肷牽üＷ黃韉氖涑瞿Ｄ庵低義銜尷尬瘓鵲氖Ｗ黃饗啾冉�，会有误差的存在。壤_跡玻顧盡Ｐ橄呤俏尷掊義銜磺槎鵲氖Ｗ黃韉睦硐肽Ｄ饈涑鮒

本文編號：2827170