[發明專利]基于對偶權電阻鏈的權電壓式ADC和DAC

在審

• 申請號: 201210224713.7
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN103516363A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 陳啟星
• 申請（專利權）人: 陳啟星
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12;H03M1/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于對偶權電阻鏈的權電壓式ADC和DAC，其特征是：包含對偶權電阻鏈，其視在總對偶電阻鏈由視在主電阻鏈NR和視在副電阻鏈NR’串聯而成，視在主電阻鏈NR由主權電阻2⁰R～2^N-1R串聯而成，視在副電阻鏈NR’由副權電阻2⁰R’～2^N-1R’串聯而成，主、副視在電阻鏈中權值j相等的主、副電阻，即2^jR與2^jR’為一對阻值相等的對偶權電阻；每個權電阻并聯一個由數字信號控制的數字開關；2^jR并聯數字開關S_j，被數字信號D_j控制；2^jR’并聯數字開關被數字信號控制；令S_j和為互反的對偶開關，即S_j和中總是有一個導通而另一個截止，所以對偶電阻總是一個接入一個隱除，使主、副視在電阻鏈在數字信號控制下成為一對互補的N位數字式可調電阻器主鏈R_y和副鏈R’_y，當R_y變大時，R’_y等量的變小，反之亦然，所以R_y+R’_y和電流I為恒定值，其主鏈電壓為V_y＝R_y*I；數模轉換過程為：數字信號控制對偶開關，從而控制對偶權電阻鏈中權電阻，使得權電阻(2^N-1R、…、2⁰R)可以任意接入和隱除，形成了權電壓，排除了寄生電壓后，凈權電壓(2^N-1Θ*I、…、2⁰Θ*I)可以任意加減，所以主鏈電壓V_y在(2^NΘ*I～0)范圍可調，量化間距Δ＝Θ*I；因為該裝置由數字信號控制輸出可調權電壓，所以是對偶權電阻鏈權電壓式DAC；在這種DAC的基礎上，若采用逐次比較方法就成了基于對偶權電阻鏈的逐次比較型ADC，若采用預判式方法加并行器結構，就成了基于對偶權電阻鏈的預判式ADC；

注意到數字開關電阻是半導體材料，溫度變化會引起阻值變化，為了抵消這種變化，權電阻上的附加電阻采用與開關電阻相同的或特性一致的材料；

2.根據權利要求1所述的基于對偶權電阻鏈的權電壓式ADC和DAC，其進一步的特征是：在電阻鏈上串聯一個電流源就成了泛電阻鏈，明確約定：文件中所有的電流源A_⊕Φ和A_▲Φ均為可選項，所有實施例中的對偶鏈都是泛電阻鏈，涵蓋了有電流源式對偶鏈、無電流源式對偶鏈和電流源加主鏈式電阻鏈三種；緊靠系統正極V_P串聯電流源A_⊕Φ后，A_⊕Φ另一端的電壓為V_⊕Φ，稱V_⊕Φ為亞正極，若沒采用電流源A_⊕Φ，則正極V_P與亞正極V_⊕Φ合并而且通用；同樣，緊靠系統電源地串聯電流源A_▲Φ后，A_▲Φ另一端電壓為V_▲Φ，稱V_▲Φ為亞地；若沒采用電流源A_▲Φ，則地與亞地V_▲Φ合并而且通用；電流源只能選一個，以選用A_⊕Φ為例，因為無電流源時的鏈電流I＝V_⊕Φ/R_Z，所以電流源A_⊕Φ參數確定的最優化為：令電流源A_⊕Φ的源電流I_⊕Φ調節至I；注意到調節源電流I_⊕Φ時V_⊕Φ又會變化，I_Φ也會變化，所以這是一個互相影響的調節和設計，最后實現I_⊕Φ＝I_Φ，可以提高抗干擾性和抑制開關毛刺電壓；如果在高精度電流源的情況下，電流源A_⊕Φ的源電流I_⊕Φ在任意負載下高精度恒定，則可以不管I_Φ而任意確定源電流I_⊕Φ的值；這時，如果將副鏈用導線置換，令對偶鏈只剩下主鏈，就成為電流源加主鏈式DAC，同樣得到主鏈凈權電壓等式：實現DA轉換。