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随着移动计算的发展,人们对无线通信技术的需求不断增加。蓝牙技术作为近年来兴起的小范围无线通讯技术,能灵活便捷的实现近距离的数据交换,成为国内外研究的热点。蓝牙实现无线收发功能依靠的是一块很小收发芯片。因此如何设计传输速度快,功耗低,体积小、成本低的蓝牙收发芯片也成为各大芯片设计公司和研究机构研究的热点。
本文主要完成了应用于蓝牙收发芯片的数模转换器的设计。数模转换器作为蓝牙收发芯片中一个功能模块,其性能直接影响蓝牙系统中调制信号的准确性和正确性。根据蓝牙系统要求数模转换器精度为8bit,速度为16Msps。
整个设计流程采用自上而下的设计方法,包括系统设计、电路设计和版图设计。在电路设计过程中依据系统指标要求,通过分析各种电路结构的特性,最后选择R-2R电流型数模转换器,全差分采样/保持放大器以及贝塞尔低通滤波器共同构成电路系统,并采用了filter solution,perl语言等软件和工具对设计电路进行验证,大大简化了设计,验证和计算的复杂性,缩短了设计时间。在版图设计时,针对数模转换器此种典型的混合信号电路对寄生参数敏感的特点,本文提出使用数字模块和模拟模块分开布局的版图设计,同时将数字电源和模拟电源分开走线的方法,大大减少了数字信号对模拟信号的影响。
该设计基于0.25um CMOS工艺,在Cadence环境下采用Spectre仿真器仿真,后仿真结果如下:信号噪声失真比为51.2dB,有效位为8.83,无伪信号动态范围为60.5dB,差分非线性为0.352LSB,积分非线性为0.285LSB,整个电路的功耗仅为6mW,面积为O.4358m。仿真结果表明数模转换器满足系统要求,在电源电压变化±10%,温度变化范围从-40℃到85℃的范围内,系统可正常工作。