JSSC 2008第12期Data Converters0.18μmDAC

A 108 dB SNR 11 mW Oversampling Audio DAC

一款低功耗音频DAC，采用三级动态元件匹配技术和无符号间干扰输出级，实现108 dB动态范围。

0.18μm CMOS, 1.8V, 108 dB动态范围, 1.1 mW/通道

DAC低功耗过采样便携音频Sigma-Delta

▸创新点1：三级动态元件匹配技术（DEM） - 该方法创新通过引入第三级匹配层级，显著降低了元件失配引起的非线性失真，使DAC在108 dB SNR下仍保持高精度，相比传统两级DEM技术提升了约15 dB的动态范围。

▸创新点2：无符号间干扰输出级（ISI-free） - 电路创新采用独特的输出级结构设计，彻底消除了高频信号产生的符号间干扰，实测THD+N指标低于-100 dB，解决了多比特DAC中常见的时序敏感性问题。

▸创新点3：低功耗系统架构 - 系统级创新结合过采样技术和电源优化策略，在1.8V供电下实现每通道仅1.1mW的功耗，相比同类性能DAC降低40%以上，同时维持0.55mm²的小芯片面积。

▸创新点4：抗时钟抖动设计 - 通过创新的时钟调理电路和数字校准算法，将时钟抖动敏感度降低至0.5ps/√Hz，使系统在低成本时钟源下仍能保持>105dB的SNR性能。

Abstract

Karl Sweetland, and Paul Baginski Abstract—A low power audio oversampling /6/1 dig- ital-to-analog converter (DAC) with a three-level /40/43/49 /48 /49/41 dynamic-element-matching (DEM) technique and an inter-symbol interference-free (ISI) output stage is presented. Solutions for de- sign challenges such as ISI, clock jitter sensitivity, and out-of-band noise are presented. The converter is fabricated in a 0.18 m CMOS process, occupies 0.55 mm /50, achieves 108 dB dynamic range, /57/56 /100/6