一种16位电流舵DAC的高精度前台校准方法

基于28 nm CMOS工艺,采用一种高精度的前台校准技术设计了一款16 bit电流舵数模转换器(Digitalto-analog converter,DAC)电路。该前台校准算法对16 bit数据对应的所有电流源进行校准,并且使用的电流源只有两种大小,降低校准难度的同时也提升了校准的精度。该校准电路引入了两种校准补充电流,分别用于温度和输出电流变化引起电流源失配的补偿,进一步减小了DAC电流源的失配,有效提高了DAC的整体性能。采用校准后,在-40~85℃温度范围内,微分非线性≤0.8 LSB,积分非线性≤2.0 LSB,200 MHz输出信号下无杂散动态范围≥75.3 dB。该校准方法提高了DAC的温度稳定性。

一种16位电流舵D/A转换器的前台校准方法

提出了一种新的前台校准技术,并将其用在了一款16位电流舵D/A转换器(DAC)的设计中。通过对DAC每一位电流源的输出结果经过校准ADC采样存储后,使用所设计的移位比较方法确定最终的最高位标准值(MSB),然后利用校准ADC和比较电路,按照逐次逼近原则确定每一位电流源需要的补偿量,并通过校准电流源阵列对主DAC的电流源进行电流补偿,从而提高DAC的静态线性度和动态特性。介绍了电流舵DAC中电流源阵列产生失配的原理,给出了一种新的校准方案以及具体的实现方法。采用SMIC 65 nm CMOS工艺设计制作了含有该校准电路的16位电流舵DAC,测试结果表明,该校准方案可有效提高DAC芯片的静态线性度和动态特性。开启校准后,在25℃的条件下,DNL为0.8 LSB,INL为2.1 LSB,在10 MHz输出信号下的杂散为78.5 dB。