DAC的校准技术及实现.pdf

中图分类号:TN453UDC::10004密级:公开北京交通大学硕士学位论文DAC的校准技术及实现StudyandImplementationofCalibrationTechniquesinDACs作者姓名:徐震导师姓名:骆丽学位类别:工学学科专业:微电子学与固体电子学北京交通大学2014年3月学号:11120040职称:教授学位级别:硕士研究方向:VLSI及混合信号IC设计致谢本论文的工作是在我的导师骆丽教授和清华大学电子系杨华中教授的悉心指导下完成的,骆丽教授和杨华中教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来骆丽教授和杨华中教授对我的关心和指导。清华大学的杨华中教授和魏琦老师悉心指导我完成了实验室的科研工作,在学****上和生活上都给予了我很大的关心和帮助,在此向杨华中教授和魏琦老师表示衷心的谢意。骆丽教授、杨华中教授和魏琦老师对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见,在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间,李学清师兄、赵南师姐、韩雪师姐、陈夏阳师兄、程华斌师兄、刘嘉男、罗华、徐文艳等同学对我论文中的研究工作给予了热情帮助。此外,他们在我找工作期间也给与了很大的帮助,在此向他们表达我的感激之情。另外我要特别感谢我的家人和朋友。感谢我的父亲徐永祥、母亲洪如玲、姐姐徐丽娜、挚友张筱、王富甲和陈亮,他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。中文摘要中文摘要数模转换器(’DAC)作为数字系统与模拟世界不可缺少的接口之一,是现代通信系统和片上系统的重要组成部分。电流舵数模转换器()由于工作速度快且能够直接驱动阻性负载,被广泛应用于高速高精度系统中,例如任意波形发生器、通信发射机和直接数字频率合成器等。随着数字信号处理(DigitalSignalProcessing,DSP)plementaryMetalOxideSemiconductor,CMOS)技术的快速发展,DAC的动态性能和信号带宽已经成为限制系统性能的因素之一。因此,本论文针对电流舵结构DAC,梳理了影响无杂散动态范围(,SFDR)的诸多因素及机理,总结了前人针对这些限制因素所提出的相关技术,为DAC的设计提供了一个较为全面的参考。此外,本论文针对电流源失配这一限制因素,提出了一种优化的数字后台校准(DigitalBackgroundCalibration)技术。该技术能够在保证电流源匹配性能的前提下,减小DAC面积,从而减小寄生电容和梯度误差,提升动态脾I-r厶匕I]1二。同时,优化的校准结构使校准过程和正常转换过程可以同时进行,保证了数据转换的连续性。为验证所提出的数字后台校准技术,,,,数字和模拟模块分别采用1,。实测结果显示,微分非线性(DifferentialNonlinearity,DNL)和积分非线性(IntegralNonlinearity,INL)分别为O。4LSB(LeastSignificantBit),静态精度达到14bit。在采样率500MS/s时,。6dB,校准后分别提升到70dB和503dB。芯片功耗165mW。关键词:数模转换器:电流舵;无杂散动态范围;数字后台校准分类号:TN453ABSTRACTABSTRACTAsoneoftheindispensableinterfacesindigitalandanalogsystems,(DAC)—steeringDACiswidelyusedinhigh’speedandhigh—resolutionsystems,municationtransmittersanddirectdigitalfrequencysynthesizers,(DSP)plementarymetaloxidesemiconductor(CMOS)technologies,efactorsthatlimitthe