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电流舵型数模转换器(即DAC)由于其本身的高速特性和较高的驱动能力,被广泛应用于通信、视频信号处理等领域。但是随着信息处理要求的提高,高速高精度的DAC往往成为制约整个系统的瓶颈之一。而对于电流舵型DAC来说,影响其精度的主要误差来源是电流源阵列中的随机误差和梯度误差,随机误差会随着单个电流源面积的增加而减小,而梯度误差则随着电流源阵列面积的增加而增大。尤其随着电流舵型DAC分辨率的提高,DAC的精度每增加一位,电流源阵列的面积会变为原来的四倍,因此电流源阵列中的梯度误差成为制约其精度的主要因素之一。为了提高电流舵型DAC的性能,本文系统地分析了 DAC中的静态误差来源和动态误差来源,并研究了这些误差是如何影响DAC性能的。特别地,为抑制电流源阵列的梯度误差对精度的影响,本文着重分析了电流舵型DAC的INL和DNL与电流源阵列误差的关系,并探究电流源阵列误差的分布规律,从而提出一种可消除一阶和二阶梯度误差的新型开关方案。该开关方案通过共质心排布的方式消除一阶梯度误差,利用矩形对角线的性质和数学中的平方和恒等式,构造出两类基本矩阵Bm和Cn,并通过这两类基本矩阵组合构造出可消除二阶梯度误差的电流源阵列。最后,使用MATLAB与传统开关方案对比,验证了该开关方案的有效性。基于所提出的新型开关方案,本文在55nm工艺下,设计实现一款12位200MS/s采样率的本征精度电流舵型DAC。该DAC采用6+6分段式结构,核心电路面积为0.66mm2。后仿结果表明,该DAC的DNL为0.05LSB,INL为0.37LSB,而采用随机游走开关方案的电流舵型DAC,其DNL为0.46LSB,INL为0.42LSB。由此可见该新型开关方案对改善DAC精度的有效性。在DAC工作在200MS/s的采样频率下,其低频(1.56MHz)测得的SFDR为82.81dBc,接近奈奎斯特频率时(95.3MHz)测得的SFDR为58.36dBc。而采用Q2随机游走开关方案的电流舵型DAC,其低频(1.56MHz)测得的SFDR为81.31dBc,接近奈奎斯特频率时(95.3MHz)测得的SFDR为50.64dBc。可见,该新型开关方案对DAC的动态性能也有一定的改善。