型与的结构类似，不同的是该只有位二进制输入信号，最高权值为。

如图所示。

图结构中温度计码中理想电流源模型图结构中二进制码中理想电流源模型在输入端加如图所示的位全到全递增的信号，可得与结构相同的输出波形，如图所示第三章仿真分段式电流舵图位分段式电流舵理想行为模型输出正向输出局部放大反向输出局部放大基于的分段式电流舵建模与仿真为测试该理想模型的动态参数，需在输入端加个如图的位的数字正弦波，仿真时采样频率设定为，输入数字正弦波频率为。

将理想模型的输出数据通过模块写入文件，并用程序测试得出该理想模型的主要特性参数为信噪比总谐波失真无杂波动态范围有效位数动态范围与结构的主要特性参数作比较，我们可以看到，对于理想模型结构和结构性能相同。

位分段式电流舵的理想行为模型的输出信号波形和频谱分别如图和所示图位分段式电流舵理想模型输出正弦信号的波形第三章仿真分段式电流舵图位分段式电流舵理想模型输出正弦信号的频谱用仿真分段式电流舵非理想模型非理想的电流源行为模型根据第二章节讨论的电流舵转换器的非理想因素，在下搭建的非理想的电流源行为模型如图。

图非理想的电流源行为模型基于的分段式电流舵建模与仿真正如我们在节对图给出的电流源失配模型的讨论，失真的输出电流传送到负载，可以写成额定输出电流和误差电流的差。

即其中是由式给出的数字码。

图中模块的权值对应式中的大小，而误差电流由模块模拟，相当于在模块的输出信号加个微小的偏移量。

我们在节讨论过，电流源晶体管的偏差是由于制造工艺的偏差引起的，包括梯度误差和服从正态分布的随机误差。

氧化层厚度的线性变化以及电源线的电压降产生了梯度匹配误差，由于梯度误差可以通过版图的合理布局基本消除，这里的行为模型只考虑随机匹配误差。

于是通过如图的模块产生组方差可设定的服从正态分布的随机数作为每位的电流源中的模块中的偏移量的值。

图随机数产生模块电流源的另个主要的非理想因素输出阻抗有限大则由图模型中的模块来模拟，在此给出节中式基于上式搭建的内部结构如图所示，对应式中，为负载电阻与电流源输出电阻的比值。

电源电压设置为，负载电阻第三章仿真分段式电流舵设置为。

该模块的输出即为输出阻抗有限大产生的误差电流。

图输出阻抗有限大的模拟位分段式电流舵非理想模型执行结果在该模型的本次仿真中我们设置负载电阻与电流源输出电阻比值，电流源匹配误差值的方差为。

如图，将位分段式电流舵理想和非理想模型分别封装为子系统模块并分别将它们的正反两路输出信号加到模块，可得输出波形如图。

从图中不难看出，非理想模型的输出曲线与理想的输出曲线出现了偏离，根据第二章中对输出阻抗有限这非理想因素的讨论，我们有该偏移量是由于非理想电流源中输出阻抗有限这非理想因素造成的。

图和分别为非理想模型正反两路输出信号的局部放大，与理想输出相比，非理想输出信号的步长在变化并且局部出现非单调性，这是由电流源失配这非理想因素引起的。

基于的分段式电流舵建模与仿真图对输出信号进行比较图非理想位分段式电流舵输出波形图正向输出局部放大第三章仿真分段式电流舵图反向输出局部放大为测试该非理想模型的微分非线性和积分非线性，基于以下两式而搭建的模型分别如图所示。

，对应理想的模拟输出值，而，表示实际值，这里理想步长，我们假设电源电压为。

测试得到的和分别如图所示。

图测试基于的分段式电流舵建模与仿真图测试图测试得到的第三章仿真分段式电流舵图测试得到的为测试该非理想模型的动态参数，需在输入端加个如图的位的数字正弦波，仿真时采样频率设定为，输入数字正弦波频率为。

将非理想模型的输出数据通过模块写入文件，并用程序测试得出该非理想模型的主要特性参数如下信噪比总谐波失真无杂波动态范围动态范围有效位数输出信号的波形和频谱分别如图和所示。

基于的分段式电流舵建模与仿真图位分段式电流舵非理想模型输出正弦信号图位分段式电流舵非理想模型输出正弦信号的频谱位分段式电流舵非理想模型执行结果与非理想模型的仿真方法相同，在该模型中我们设置负载电阻与电流第三章仿真分段式电流舵源输出电阻比值，电流源匹配误差值的方差为，然后将位分段式电流舵理想和非理想模型分别封装为子系统模块并分别将它们的正反两路输出信号加到模块，可得输出波形如图。

与图非理想模型的特性曲线比较，不难看出，非理想模型的输出曲线与理想的输出曲线的偏离较小，这表明输出阻抗有限大这非理想效应对结构的影响更小，从曲线的局部放大也可以看出结构的单调性比结构有所改善。

图和分别为非理想模型正反两路输出信号的局部放大。

图对输出信号进行比较图非理想位分段式电流舵输出波形基于的分段式电流舵建模与仿真图正向输出局部放大图反向输出局部放大与图和图所示相同的方法，测试得到非理想模型的和分别如图所示。

图仿真得到的第三章仿真分段式电流舵图仿真得到的与结构相比，结构的与都值更小，这也证明了在同等程度的非理想因素下，结构降低了电流源不匹配和输出阻抗有限的影响，改善了的性能。

为测试该非理想模型的动态参数，需在输入端加个如图的位的数字正弦波，仿真时采样频率设定为，输入数字正弦波频率为。

将非理想模型的输出数据通过模块写入文件，并用程序测试得出该非理想模型的主要特性参数与如下信噪比总谐波失真无杂波动态范围有效位数动态范围与结构相比，结构的各项性能参数都有提高，与我们在第二章介绍的理论相符。

表将理想与非理想模型的各项动态参数作了比较。

基于的分段式电流舵建模与仿真测试得到的输出信号波形和频谱分别如图和所示。

图位分段式电流舵非理想模型输出正弦信号位分段式电流舵非理想模型输出正弦信号的频谱第三章仿真分段式电流舵表理想模型与非理想的参数比较模型参数理想模型非理想模型从表我们不难看出，对于理想模型和结构的分段式电流舵各项性能参数基本相同，而对于非理想模型，结构的各项性能参数都比结构有所改善，这里的仿真结果与我们在第二章介绍的理论致，增加温度计编码的位数可以改善的性能。

在非理想模型中，简单探究了电流源输出阻抗有限这个非理想因素对主要性能参数的影响，如表表时不同值下的性能参数参数通过对表的观察，我们可以看到随着负载电阻与电流源输出电阻的比值的减小，三个主要的性能参数有明显的改善。

在该非理想行为模型中探究的非理想因素的影响可以有效地指导电路级的设计。

基于的分段式电流舵建模与仿真总结第四章结论本文中在下分别建立了和结构的位分段式电流舵理想行为模型，其仿真结果表明，两种结构的理想模型均正确地模拟和反映了分段式电流舵的工作原理。

在理想模型的基础上，又加入了相关模块对电流源失配和电流源输出阻抗有限这两种非理想因素进行模拟，两种结构的非理想模型的仿真结果表明，与结构相比，结构通过增加温度计编码位数降低了非理想因素的影响，通过改变非理想模型中的相关误差控制参数，非理想模型较好地反映了的性能参数随非理想因素的变化趋势。

本文的位分段式电流舵的理想和非理想模型均较好模拟了的实际行为，对电路设计有较高的指导价值。

致谢致谢本论文是老师和学长的亲切关怀和悉心指导下完成的。

他们严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。

我在此表示由衷的感谢。

在本文的撰写过程中学习和借鉴了大量