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由于数字电子技术的迅速发展,尤其是数字计算和信号处理技术在医疗成像、仪器仪表、通讯等领域的广泛应用,用数字电路处理模拟信号的情况日益普遍。所以模拟信号数字化是信息技术的发展趋势,而A/D和D/A转换器在其中扮演着重要角色。 本文首先简要分析了目前A/D转换器的研究、应用和发展趋势。然后在第二章详细介绍了一种自顶向下(top—down)的混合信号SOC设计流程,作为A/D和D/A转换器设计的指导方法。在第三章介绍了整个A/D转换器的结构设计和系统组成后,文章的主体部分第四章给出了本文所研究的10位逐次逼近式A/D转换器的重要组成部分——D/A转换器的设计。 本文将以基于TSMC 0.25um工艺的D/A转换器的设计全过程作为研究的重点。根据描述电路功能和性能的电气规范,设计从确定D/A转换器的结构开始。在研究了目前常用的D/A转换器结构之后,根据该设计的具体要求确定采用电阻分压和权电容阵列组合的D/A转换结构。然后,基于对电阻本身固有的失配带来的精度限制的考虑,经过具体计算确定了电阻分压式D/A转换器为7位,相应的权电容D/A转换器为3位。接下来进行了具体的电路设计和仿真,在设计中,所有的工作都以提高转换精度和速度为首要目标,在此前提下同时考虑面积及成本问题。最后进行版图的设计和物理验证。根据处理信号的种类不同将版图分为数字电路、模拟电路和混合信号电路三类,每类电路对版图设计都有不同的要求。这也是D/A转换器与全模拟电路版图设计的不同之处。在完成版图设计后,还进行了几何规则检查和版图与电路一致性的检查。 文章的最后对论文工作进行了总结,并结合已经完成的工作提出了下一步的研究方向。