SDA7247电压输出型D/A转换器的设计与分析

摘要

随着计算机技术、通信技术和微电子等技术的高速发展，信息技术已渗透到军事、民用领域的各个角落。在系统先进的电子设备或电子系统中，高速高分辩A/D和D/A转换器已成为决定诸如雷达、声纳、高分辨视频和图像显示、军事和医疗成像、高性能控制器与传动器，以及包括无线电话和基站接收机在内的数字通信系统等现代电子设备或系统之性能水平的重要环节。A/D和D/A转换器含有模拟和数字信号处理两种元件，其集成电路内的电路结构复杂、元件精度要求高，设计和制作技术难度都很大。该技术在我国至今仍是薄弱环节，因而，重视并加速A/D和D/A转换器技术的开发研究是不容忽视的重要问题。
　　 SDA724712-bits电压输出型D/A转换器是根据AD公司DA724712-bits电压输出型D/A转换器的性能指标及其电路结构设计的，该转换器采用双通道与TTL电平兼容的双缓冲寄存器作为数字信号传送通路，采用CMOS模拟开关和控制逻辑以实现低功耗，采用沉硅-铬R-2R电阻网络使电路具有良好的跟踪特性，采用精密BICMOS运算放大器实现了双电压源工作方式，单15V电源工作时，该转换器可工作于输出电压为0～5V和0～10V两种工作状态(RL=2K，CL=100PF)，±15V电压源工作时，该转换器可工作于输出电压为±5V的工作状态。内置齐纳基准电压源，无须任何外接元件即可实现上述功能。
　　 本文详细分析了决定转换器精度和速度的模拟功能电路(R-2R电阻网络、基准电压源、输出运算放大器等)，提出了一种可驱动低阻、大电容负载的AB类自适应偏置BICMOS输出级，该输出级克服了静态功耗同速度的矛盾，通过自适应偏置技术克服了AB类输出级负向摆幅增大时因MOSFET恒流源的沟道调制效应导致的建立时间增大从而进一步提高了转换器的工作速度；同时提出了一种基于标准P阱CMOS工艺的高电源抑制比(PSRR)BICMOS带隙基准电压源以克服原电路齐纳基准电压源的工艺不稳定性。