模拟集成电路设计系列博客——6.1.3 多电阻串DAC

在这一小节中，会介绍另一种电阻串DAC的变体，如下图所示[Holloway,1984]：

第二个电阻串被连接在连接第一个电阻串的两个相邻节点的缓冲器之间。在如图所示的6-bit例子中，三比特MSB决定了哪两个第一个电阻串的相邻节点被连接到两个中介的缓冲器。第二个电阻串线性采样第一个电阻上的两个相邻电压。最后，输出由低位的LSB决定。其中，必须考虑额外的逻辑，针对某些情况下顶部的中介缓冲器为最高电压，或某些情况下为最低电压。这个方式仅需要\(2\times 2^{N/2}\)个电阻，使得其很适合用于高精度，低功耗的应用。假定放大器是匹配的，且对失调电压不敏感，这个方式也能保证单调性。但是，放大器必须是快速且低噪声的，这可以通过\(BiCMOS\)工艺实现。另一个要注意的点是，由于第二个电阻串仅用低位比特进行解码，因此其匹配精度的要求比第一个电阻串要低。

例题：

假设一个10-bit多电阻串D/A转换器，转换器必须匹配到百分之0.1的精度，第一个电阻串实现高4比特的转换，对于实现低6位的第二个电阻串的匹配要求为？

解答：

第一个电阻串的误差会直接导致整体D/A转换器的误差。但是，由于第二个电阻串构成低位的LSB比特（在这个例子中是低6比特），仅在输出电压的LSB部分造成误差，作为结果，第二个电阻串的匹配只需要做到：

\[2^4\times 0.1\%=1.6\% \tag{6.1.4}
\]