CMOS电流舵数模转换器的分析与设计

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1、厦门大学学位论文原创性声明兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在文中以明确方式标明。本人依法享有和承担由此论文产生的权利和责任。声明人(签名)：五日旋山啊年歹月乡p日厦门大学学位论文著作权使用声明本人完全了解厦门大学有关保留、使用学位论文的规定。厦门大学有权保留并向国家主管部门或其指定机构送交论文的纸质版和电子版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅，有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索，有权将学位论文的标题和摘要汇

2、编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。本学位论文属于1．保密()，在年解密后适用本授权书。2．不保密()(请在以上相应括号内打“4”)作者签名：五目炎日期：力ooli"年r月罗。日导师签名：套彳翔厶日期：．厶p多年5月3◇日第一帝引言第一章引言数模转换器(DigitaltoAnalogConverter，简称DAC)是一种将输入的数字信号转换成模拟信号输出的电路或器件。DAC作为数字与模拟的接口器件是必不可少的，现已被广泛地应用在信号采集和处理、数字通信、自动检测、自动控制和多媒体技术等领域。随着半导体技术的进步和无线

3、通信的快速发展，将越来越多的功能在同一块芯片上实现成为了一种趋势，DACJ下是许多片上系统(SOC，SystemOnaChip)的关键IP(IntellectualProperty)模块。我国数模转换器的研究和生产技术与国外先进水平的差距比较大，对数模转换器的设计与研究有积极的意义。1．1论文背景真实的世界是由模拟量组成，数模转换器DAC是模拟集成电路的一个重要组成部分，它的作用是通过简单的过程将数字量转换成真实世界的模拟信号，从而起到将数字和模拟信号相互转换的作用。随着计算机的普及应用，模拟信号的调制和数模转换电路的应用

4、起着越来越重要的作用，并将直接影响到整个系统的品质和性能[1]。过去的二十年，无线通信得到空前的发展，现在已经和人们F1常生活息息相关了。无线通信功能从最初的语音和文字信息传输，到现在的图片甚至视频的传输，以及与信息量巨大的因特网之间的信息互通，对通信设备的性能提出了更高的要求。由于无线设备在使用上的有移动性的要求，所以降低功耗成为了一个至关重要的目标。在无线通信设备当中，手机无疑是近年发展最快速的产品之一。1983年，摩托罗拉公司开发的世界上第一台移动电话问世，通话时间半小时，销售价格为3,995美元。二十几年后的今天，

5、手机不但价格便宜，而且也增加了越来越多的功能。手机等消费电子产品对高性能、低功耗和低成本的强烈需求，加上半导体制造技术的不断发展，推动越来越来多的功能都在同一个芯片上实现。随着大规模集成电路技术的发展，主要由数字模块组成的专用集成电路(ASIC，applicationspecificintegratedcircuit)系统芯片技术已经相对成熟，模拟和混合信号片上系CMOS电流舵数模转换器的研究‘j设计统(AMS．SOC，analogandmixed-signalsystemonachip)是我们面临的新的挑战[2]。无线收

6、发系统芯片中集成了大量的模拟IP核，如低噪声放大器(LNA)、混频器(Mixer)、自动增益控制环路(AGC)、模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)、模拟滤波器和其他射频(RF)单元等，形成了模拟／混合信号系统芯片，如图1．1所示。AMS．SOC的出现使得片内通讯及IP核接口的复杂程度也大大提高，从而使其设计的难度和复杂度都达到了前所未有的程度[3】。本文正是在这样的背景下，对GSM手机无线收发系统中的重要模块DAC进行研究与设计。1．2DAO的发展概况图1-1无线收发系统结构数据转换器的发展经历了从电子管、晶体管到

7、集成电路的过程，到60年代中期数模转换器的主要功能单元陆续实现了集成化，数模转换器丌始向单片集成方向发展。1971年，首先出现了将所有组件集成在一个芯片上的单片模数转换器。它标志着数据转换器真正达到了工业化大批量生产的阶段，开辟了模拟集成2第一章引言电路的一个新方向。此后，转换器技术迅速发展，新的设计思想、制造工艺和新的种类不断增加，性能不断提高。数据转换器的主要发展趋势是高分辨率、高转换速率、低功耗、低电压。随着数字技术的发展，以及通讯和多媒体技术的快步前进，数字信号处理中的数模转换器被广泛的应用于工业自动化的各个领域，

8、计算机和DSP中处理的各种数字信号最终要通过数模转换技术转换成输出模拟信号，整机系统对数模转换器提出了更高的要求。目前计算机、数字信号处理的速度已经得到很大提高，而作为模拟输出和数字处理中间必不可少的数模转换器的性能却相对落后。在过去的几十年，通信事业、多媒体技术和数字化设备的飞速发展和数字技术的广泛应