【摘 要】
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直接数字频率合成器（DDS）作为雷达系统及通信领域的关键模块,且随着高速数字化时代的到来,其发展迅速、应用逐渐普及。高性能DDS芯片的集成,需要高速、高精度的数模转换器（DAC）。电流舵DAC相对于其他DAC类型具有速度快、精度高、面积小等优点,成为当前较为热门的高速DAC主流结构,广泛应用于DDS中实现数模信号的转换。首先对数模转换器结构进行分析,并对比其优缺点,电流舵数模转换器无需电压缓冲器即
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直接数字频率合成器（DDS）作为雷达系统及通信领域的关键模块,且随着高速数字化时代的到来,其发展迅速、应用逐渐普及。高性能DDS芯片的集成,需要高速、高精度的数模转换器（DAC）。电流舵DAC相对于其他DAC类型具有速度快、精度高、面积小等优点,成为当前较为热门的高速DAC主流结构,广泛应用于DDS中实现数模信号的转换。首先对数模转换器结构进行分析,并对比其优缺点,电流舵数模转换器无需电压缓冲器即可驱动负载,提高了整体电路的转换速率。根据DDS对数模转换器高速和高精度的性能要求,研究分段比对电路性能的影响,本文设计的数模转换器采用6+6分段电流舵结构,结合二进制和温度计编码方式,具有较好的匹配性、线性度和较小的面积。温度计译码采用行列式译码,相对于传统的译码电路可以降低电路的复杂度。电流源阵列采用PMOS晶体管共源共栅结构,提高了输出阻抗,减少噪声干扰,电流源开关使用差分结构,使电路有较快的启动时间。分析电流源开关驱动电路对整体电路的影响,设计具有同步锁存、限幅、降低交叉点功能的电流源开关驱动电路,避免电流源开关同时关断,减少了时钟馈通和有效地降低输出信号毛刺。本文基于标准40nm CMOS工艺下对12位的分段电流舵数模转换器进行仿真验证。仿真结果表明,在模拟电压和数字电压分别为2.5V,1.1V,采样频率为200MHz,输入信号频率为99.609375MHz时,无杂散动态范围（SDRF）可以达到62.8d B,信噪比（SNR）为59.14d B,建立时间为2ns,积分非线性（INL）为±1.13LSB,微分非线性（DNL）为±0.12LSB,电路整体平均功耗为31.5m W,面积为0.21mm2。
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