[發明專利]DAC校準電路及校準方法

有效

• 申請號: 201010272669.8
• 申請日: 2010-09-03
• 公開（公告）號: CN101951262A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 朱循宇
• 申請（專利權）人: 英特格靈芯片（天津）有限公司
• 主分類號: H03M1/10
• 分類號: H03M1/10
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所 11309
• 代理人: 陳霽

技術領域

本發明涉及混合信號電路，尤其涉及DAC(digital-to-analog?converter，數字模擬轉換器)。

背景技術

n位精度電流型DAC電路通常由兩部分組成，一部分是由MSB(Most?Significant?Bit，最高有效位)單元電流源組成的2^a-1個單元陣列，另一部分是由LSB(Least?Significant?Bit，最低有效位)單元電流源組成的2^b-1個單元陣列，且滿足

n＝a+b

I_MSB＝2^b·I_LSB??????????????????????????????(1)

I_total＝(2^a-1)·I_MSB+(2^b-1)·I_LSB

其中，n是DAC電路的精度位數，I_MSB是MSB單元的電流，I_LSB是LSB單元的電流，I_total是DAC電路的總電流。

圖1是電流型DAC結構示意圖，其中，左圖是由MSB單元組成的MSB塊示意圖，右圖是由LSB單元組成的LSB塊示意圖。

圖1中，MSB塊和LSB塊分別由兩個不同的偏置(bias)電路設置偏置電壓來產生電流。由于芯片工藝的因素，會造成MSB電流與LSB靜態電流不匹配，這在高精度的DAC設計中是十分致命的。為了匹配MSB和LSB電流，通常會在芯片中加入一個校準電路(calibration)，使得MSB與LSB電流誤差不影響DAC的靜態性能。

圖2是傳統DAC校準電路結構框圖，該校準電路包括MSB單元、LSB單元、電阻R1、電阻R2和比較器OA。

圖2中，MSB單元與電阻R1相連，LSB單元與電阻R2相連，且比較器OA同相端連接至MSB單元與電阻R2之間的連接點V2，比較器OA反相端連接至LSB單元與電阻R1之間的連接點V1，比較器OA輸出端連接至MSB單元以調整MSB單元電流，并且電阻R2、R1滿足

R2＝2^b·R1??????????????????????????????????(2)

其中，2^b表示LSB單元電流與MSB單元電流之間的關系。

由于MSB單元與電阻R1串聯，V₁＝I_MSB·R1，LSB單元與電阻R2串聯，V₂＝I_LSB·R2，因此V1、V2電壓差ΔV為

ΔV＝I_MSB·R1-I_LSB·R2??????????????????????(3)

將公式(2)代入公式(3)得，

IMSB-ILSB·2b=ΔVR1---(4)]]>

比較器OA比較V1、V2電壓差，并根據其比較結果調整MSB單元的電流，直到該電壓差ΔV在設計允許范圍內時，校準結束。

圖2中的傳統校準電路存在兩個固有缺陷，一個是電阻R1、R2本身的匹配誤差，另一個是比較器OA本身的直流偏差(DC?offset)。這兩種設計缺陷會使比較器的比較結果存在一定誤差，直接導致MSB電流與LSB靜態電流無法得到很好的匹配，因此，此種校準電路無法應用到高精度的DAC中。

發明內容

本發明提供了一種能解決以上問題的DAC校準電路及校準方法。

在第一方面，本發明提供了一種DAC校準電路。該DAC校準電路包括MSB單元、LSB單元、第一開關、第二開關、第一比較器、第二比較器、電容和校準電路。