[發明專利]一種高速數模轉換器

無效

• 申請號: 200710176276.5
• 申請日: 2007-10-24
• 公開（公告）號: CN101420229A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發明（設計）人: 袁凌
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H03M1/66
• 分類號: H03M1/66
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 湯保平

技術領域

本發明屬于微電子技術領域，特別是指一種用于提高轉換速度的高速數模轉換器。

背景技術

數模轉換器是電路系統中一種很重要的模塊單元。廣泛用于通信、控制等各個領域的電路系統當中。隨著應用需求的不斷提高，作為基本模塊單元的數模轉換器，其速度、精度的要求也在相應提高。傳統的高速數模轉換器，由于工藝特殊，與大規模CMOS電路很難兼容，不便于系統集成，因此極大的限制了高速數模轉換器的應用范圍。而普通CMOS工藝的數模轉換器，由于本身技術的制約，使得數模轉換器的工作速度限制在1GS/s左右，在應用到諸如通信領域里直接頻率合成器(DDFS)這樣的電路中，由于其合成的最高頻率為奈奎斯特頻率，即時鐘采樣頻率的一半，因此數模轉換器的速度就會極大的限制DDFS合成波形的頻率。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種高速數模轉換器，其最高運行速度為2GS/s，精度為10位，輸出滿偏電流為20mA。經測試結果顯示：衡量數模轉換器精度的積分線形(INL)與微分線形(DNL)在不同數字輸入的情況下，均小于1位(LSB)，證明該數模轉換器具有10位精度。無寄生動態范圍(SFDR)在時鐘采樣信號提高到2GS/s的時候依然有50dB，顯示該數模轉換器具有高達2GS/s的速度與10位精度。

本發明提供一種高速數模轉換器，其特征在于，包括：

—譯碼電路，該譯碼電路的輸出與電流源開關矩陣的輸入端連接，該譯碼電路用于數字輸入，其輸出作為電流源開關矩陣的控制輸入；

—電流源開關矩陣；該電流源開關矩陣的輸入連接譯碼電路的輸出，輸出連接電流源矩陣；

—時鐘電路，該時鐘電路與電流源開關矩陣連接；

—電流源矩陣，該電流源矩陣的輸入與電流源開關矩陣的輸出端連接；

—偏置電路，該偏置電路與電流源矩陣連接，該偏置電路為整個電路提供偏置電壓。

其中譯碼電路包括高位譯碼電路和低位譯碼電路。

其中電流源開關矩陣包括高位電流源開關矩陣和低位電流源開關矩陣。

其中電流源矩陣包括高位電流源矩陣和低位電流源矩陣。

其中的高位譯碼電路為6位譯碼器，將輸入的6位二進制數字信號譯成63位的二進制碼，該譯碼器中的數字邏輯單元采用電流型邏輯。

其中的低位譯碼電路為4位譯碼器，將輸入的4位二進制數字信號譯成15位的二進制碼，該譯碼器中的數字邏輯單元采用電流型邏輯。

其中電流源開關矩陣共有78個開關單元。

其中的偏置電路包括一個帶隙基準電壓源和相應的電壓轉換電路，以提供合適的數字邏輯單元和電流源單元的電壓偏置。

本發明的有益效果是：

本發明提供的一種高速數模轉換器，其最高運行速度為2GS/s，精度為10位，輸出滿偏電流為20mA。經測試結果顯示：衡量數模轉換器精度的積分線形(INL)與微分線形(DNL)在不同數字輸入的情況下，均小于1位(LSB)，證明該數模轉換器具有10位精度。無寄生動態范圍(SFDR)在時鐘采樣信號提高到2GS/s的時候依然有50dB，顯示該數模轉換器具有高達2GS/s的速度與10位精度。

附圖說明

為進一步說明本發明的技術內容，以下結合實例及附圖詳細說明如下，其中：

圖1是本發明高速數模轉換器原理框圖；

圖2是本發明高速數模轉換器關鍵電路的實例；

圖3是現有技術的電流型邏輯單元示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1，本發明提供一種高速數模轉換器，包括：

—譯碼電路1，該譯碼電路1的輸出與電流源開關矩陣2的輸入端連接，該譯碼電路1用于數字輸入，其輸出作為電流源開關矩陣2的控制輸入，該譯碼電路1包括高位譯碼電路11和低位譯碼電路12，其中的高位譯碼電路11為6位譯碼器，將輸入的6位二進制數字信號譯成63位的二進制碼，該譯碼器中的數字邏輯單元采用電流型邏輯，其中的低位譯碼電路12為4位譯碼器，將輸入的4位二進制數字信號譯成15位的二進制碼，該譯碼器中的數字邏輯單元采用電流型邏輯；

—電流源開關矩陣2；該電流源開關矩陣2的輸入連接譯碼電路1的輸出，輸出連接電流源矩陣4，該電流源開關矩陣2包括高位電流源開關矩陣21和低位電流源開關矩陣22，該電流源開關矩陣2共有78個開關單元；

—時鐘電路3，該時鐘電路3與電流源開關矩陣2連接；