[發(fā)明專利]用于數(shù)字模擬轉換器的失配噪聲整形

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380069344.1
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN104981977B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設計）人: 建平·溫;阿米特·庫馬爾;加里·N·林克;偉良·李
• 申請（專利權）人: 艾弗納拉公司
• 主分類號: H03M1/06
• 分類號: H03M1/06
• 代理公司: 北京安信方達知識產(chǎn)權代理有限公司 11262
• 代理人: 張瑞;鄭霞

動態(tài)地選擇數(shù)字模擬(DAC)電路元件以提供真實的差分輸出增量累加(ΔΣ)DAC的系統(tǒng)和方法。確定接收的N位輸入代碼的符號和幅度m。如果輸入代碼包括正值，則由正元件選擇器從多個電路元件中選擇m+r個電路元件，其中包括輪轉元件的數(shù)量，并且由負元件選擇器選擇r個電路元件。每個選擇的電路元件包括沒有被選擇用于之前緊鄰的接收的N位輸入代碼以及具有對應的最小使用計數(shù)值的電路元件。如果輸入數(shù)字代碼包括負值，則由負元件選擇器選擇m+r個電路元件，并且由正元件選擇器選擇r個電路元件。電路元件能夠被配置為正電路元件或負電路元件。

相關申請

本申請要求于2013年1月3日提交的序號為13/733,301、名稱為MULTIPLE OUTPUTDYNAMIC ELEMENT MATCHING ALGORITHM WITH MISMATCH NOISE SHAPING FOR DIGITAL TOANALOG CONVERTERS的美國非臨時申請的優(yōu)先權的權益，該申請的全部公開內容通過該引用并入本文。

發(fā)明領域

本文公開的主題涉及動態(tài)地選擇電路元件的系統(tǒng)和方法。更特別地，本文公開的主題涉及動態(tài)地選擇電路元件以提高低噪聲、低功率增量(增量累加(ΔΣ))數(shù)字模擬轉換器(DAC)的線性度的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明背景

在數(shù)字到模擬(D/A)的轉換期間，生成對應于輸入數(shù)字采樣的溫度代碼。該溫度代碼則被用來選擇在模擬域中縮放輸入數(shù)字采樣的多個DAC元件。對于線性的D/A轉換過程，假設所有DAC元件都是相同的。然而，在現(xiàn)實中，失配存在于DAC元件之間，并且常規(guī)DAC元件選擇方案產(chǎn)生表現(xiàn)為轉換失真的代碼相關的誤差。

常規(guī)數(shù)據(jù)權重平均(DWA)算法通常被用來白噪聲化代碼相關的誤差以及提供一階失配噪聲整形，因此將大部分產(chǎn)生的白噪聲功率移動超出了信號帶。(參見，例如R.T.Baird和T.S,Fiez的在1995年5月的Proc.IEEE的電路和系統(tǒng)國際學術會的卷1第13-16頁上的“Improved ΔΣ DAC linearity using data weighted averaging”)。該算法的一階失配噪聲整形是要求多個選擇的DAC元件線性地縮放輸入數(shù)字采樣代碼的結果。因此，為了實現(xiàn)該帶有一階失配噪聲整形的算法，有符號的輸入代碼集合必須首先是線性地映射到非負代碼的集合，因為代碼符號的變化不能由常規(guī)DWA元件輪轉算法線性地處理。

例如，考慮輸入有符號的2位數(shù)字代碼的集合[-3,-1,+1,+3]要被轉換為對應的模擬輸出值[-3V,-1V,+1V,+3V]。圖1描繪了實現(xiàn)常規(guī)DWA算法的常規(guī)單端DAC配置100的示例性功能框圖。有符號代碼的集合最初被轉換為非負代碼，諸如

[-3,-1,+1,+3]→[0,1,2,3]

在圖1中的101，有符號的2位數(shù)字代碼的集合[-3,-1,+1,+3]已經(jīng)以已知的方式被轉換為非負代碼[0,1,2,3]且未被示出。在102，實現(xiàn)常規(guī)DWA算法以提供動態(tài)的元件匹配(DEM)。DAC103(其中示出了多個DAC元件中的僅僅一個DAC元件)由DEM102選擇而且非負代碼被轉換為

[0,1,2,3]→[6V_r/R,4V_r/R,2V_r/R,0],

其中，V_r是參考電壓，V_r/R是對應于參考電壓V_r的參考電流。即，DAC元件103輸出分別對應于在104處的非負代碼[0,1,2,3]的電流[6V_r/R,4V_r/R,2V_r/R,0]。非負代碼的集合通過添加由電流源105提供的DC偏移而重新定中心。在107處，濾波器106輸出重新定中心的代碼[-3V_r,-V_r,+V_r,+3V_r]。