基于0.5μmcmos工藝12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器核心電路設計

1、東南大學碩士學位論文基于0.5μm CMOS工藝12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器核心電路設計姓名：劉剛申請學位級別：碩士專業(yè)：軟件工程指導教師：李文淵；梁雪2012-03-09A b s t r a c tA b s t r a c tA st h er a p i d d e v e l o p m e n t o fd i g i t a le l e c t r o n i c p r o d u c t i o nf r o mc u s t

2、o m e re l e c t r o n i ct os c i e n t i s ca p p l i c a t i o nf i e l d ，t h eD S P t e c h n o l o g y h a sb e e nr a p i d l yd e v e l o p i n g ．T h i st r e n di s d u e t ot h a tt h ed i g i t a lt e c h n o

3、 l o g yh a ss o m ea d v a n t a g e s ，s u c h a s i n s e n s i t i v i t yt os o u r c ev a r i e t y ，e a s i l ya c c o m p l i s h m e n ta n ds oo n ，w h i c ha n a l o gt e c h n o l o g yc a n ’tc o m p e t e w

4、 i t h ．A s t h el i n kb e t w e e n a n a l o gw o r l da n dd i g i t a lw o r l d ．A D C ／D A C h a sb e e nam a i np r o b l e m o ft h ed e v e l o p m e n to fc o m p u t e r , D S P ，c o m m u n i c a t i o na n

5、d s oo n ．T h e y h a v et h ek e yt os o l v em a n yp r o b l e m so fs p e e d a n dp r e c i s i o ni ns i g n a l p r o c e s s i n g ．B a s e d0 nt h i s ，t h i s p a p e rp r e s e n t e dt h ea n a l y s i s &

6、; d e s i g no fa 12 - b i tl0 0 M S P S D A C c o r e c i r c u i t s ．C o m p a r e dw i t hm a n ys t r u c t u r e so f D A C ，t h e “5 + 4 + 3 ’’s e g m e n t e da r c h i t e c t u r eo f C U l T e n t S t e e r i

7、n gD A C i sa d o p t e d f o r a c h i e v i n g h i g h s p e e d & h i g h a c c u r a c y o fa p p l i c a t i o n r e q u i r e m e n t ．T h i s d e c i s i o n i s b a s e d o nc o m p r o m i s eo f s y s t e

8、mp e r f o r m a n c e a n d c h i p a r e af r o md e s i g nk e y p o i n t ．T h ee r r o r a n a l y s i si s i n t r o d u c e db e c a u s et h e yc a n w o r s e ns y s t e mp e r f o r m a n c e ．O p t i m i z a t

9、 i o no fD A C c o r e c i r c u i t s a n d l a y o u t s i s t a k e na i m i n g a t h i g hs y s t e m p e r f o r m a n c e ．D A C i s d i g i t a l & a n a l o g m i x e ds i g n a l s y s t e m ．T h e a n a l

10、o g p a r t c i r c u i t s a r e c o n s i s t e d o fb a n d g a pr e f e r e n c ev o l t a g e c i r c u i t ，r e f e r e n c e c u r r e n t r e g u l a t o r a n dd i f f e r e n t i a l c u r r e n ts w i t c h &a

11、mp; l i m i t e d r a n g ec i r c u i t s ，e t c ．n e d i g i t a lp a r tc i r c u i t s a r ec o n s i s t e do ft h e r m o m e t e r - c o d e dd e c o d e r ，l a t c h - u pc i r c u i t s a n d e t c ．T h ed e s i

12、 g n o fD A C U S e SC S M CO ．5 p m C M O Sp r o c e s s a n dC a d e n c e & H s p i c ef o rc i r c u i t s i m u l a t i o n a n d l a y o u tr e a l i z a t i o n ．S e v e r a l t y p i c a lu n i tc i r c u i t

13、 s o fD A C a r e d e s i g n e da n d t h e i rs i m u l a t i o nr e s u l t s a r ea l s op r e s e n t e d ．Ah i g h p r e c i s i o n C M O Sb a n d g a pv o l t a g e r e f e r e n c ec i r c u i t i s d e s c r i

14、b e d ．C a d e n c e s i m u l a t i o n s h o w st h a t t h et e m p e r a t u r ec o e f f i c i e n ti s 1 4 p p m ／' C f r o m - 2 5 ℃t o1 0 0 “ ( 3 a n d - 8 3 d BP S R R @ d c w h i c hc a n m e e tt h ed e s

15、i g nr e q u i r e m e n t so ft h eD A C c i r c u i t ．T h i sc i r c u i t i s t a p e o u ta f t e rp o s t _ s i m u l a t i o n p a s s e d ．a(chǎn) n dt h e na n a l y s i so f t e s t i sl a u n c h e d ；t e s t r e s

16、u l t a c c o m p l i s h e sd e s i g n g o a l s ．T h er e f e r e n c ec u r r e n tr e g u l a t o rc i r c u i t i ss t a b l e d u et o7 7 d Bg a i n & 6 2 。p h a s e m a r g i na n d ·8 2 d BP S R R @ d c

17、 w h i l e t h eo p e r a t i o n a m p l i f i e r ’Sg a i n i s8 1d Ba n d p h r a s em a r g i ni s6 4 。．T h es i m u l a t i o ns h o w sd i f f e r e n t i a l s w i t c h ’ss e t u pt i m ei s a b o u t3 n s ．f i t

18、 t o1 0 0 M S P Sh i g hs p e e da p p l i c a t i o nn e e d ．I n t h e p a r t o fd i g i t a ld e s i g n ，t h e t h e r m o m e t e r - c o d e dd e c o d e ri s m a d es a t i s f i e d a n dt h el a t c hc i r c u

19、i t i sp r e s e n t e d f o rm a k i n g s i g n a ls y n c h r o n i z a t i o n ．T h e c i r c u i td e s i g no ft h ec o r ec i r c u i t s a n d t h e l a y o u td e s i g no fb a n d g a pr e f e r e n c ev o l t

20、a g es o u r c ec a nb ea p p l i e dt ow h o l e D A C s y s t e m ’S c i r c u i t & l a y o u ta c c o m p l i s h m e n t ．K e y w o r d s ：D i g i t a lt oA n a l o gC o n v e r t e r ，S e g m e n t e dC u r r e