[發明專利]一種高精度數字到解算轉換器

有效

• 申請號: 201410068480.5
• 申請日: 2014-02-27
• 公開（公告）號: CN103795416B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 羅佳亮;奚志林;陳大科;夏偉;朱明鋒
• 申請（專利權）人: 連云港杰瑞電子有限公司
• 主分類號: H03M1/66
• 分類號: H03M1/66
• 代理公司: 連云港潤知專利代理事務所32255
• 代理人: 劉喜蓮

1.一種高精度數字到解算轉換器，其特征在于：該轉換器由電壓基準源、參考源、高精度正余弦函數擬合器、高精度D/A轉換器和數據鎖存器組成，實現將16位數字信號輸入轉換為解算信號；

所述的數據鎖存器與高精度正余弦函數擬合器、高精度D/A轉換器三者互相連接，數據鎖存器將外部輸入的16位數字信號轉化為高精度正余弦函數擬合器和高精度D/A轉換器需要的控制信號，控制兩者內部的開關，并提供鎖存功能；高精度D/A轉換器將高精度正余弦函數擬合器提供的高4位解算模擬信號作為參考信號，數據鎖存器提供的控制信號做為數字量，進行線性D/A轉換，生成低12位的解算模擬信號并反饋給高精度正余弦函數擬合器；

高精度正余弦函數擬合器將外部輸入的參考信號依據數據鎖存器提供的開關信號，產生高4位解算模擬信號，并結合高精度D/A轉換器反饋的低12位解算模擬信號，擬合成16位解算模擬信號；

電壓基準源和參考源與高精度正余弦函數擬合器和高精度D/A轉換器相連，為其內部的運算放大器和其他模擬電路提供溫漂小的偏置電流。

2.根據權利要求1所述的高精度數字到解算轉換器，其特征在于：該轉換器采用單片集成的方式，在外部僅用少量調試電阻或者精密電阻網絡，實現高精度數字至解算信號的變換；采用函數替代法，用運算放大器運算組合擬合高精度正余弦函數輸出；采用星型連接優化拓撲結構方法，消除連接導線電阻對高精度正余弦函數擬合器的精度和溫度漂移影響；采用高性能運算放大器，減少電路因負載、信號擺幅、零位失調因素產生的各類失真失調；采用溫度補償的電流基準源，實現低溫漂。

3.根據權利要求1所述的高精度數字到解算轉換器，其特征在于：該轉換器采用BiCMOS或者BCDMOS工藝，用單片集成的方式，把分立器件數字到解算功能用單芯片或者加上部分外圍器件實現；在精度需求低時，所有功能模塊用單片實現，如12位精度以下；在精度需求高時，將高精度正余弦函數擬合器中的精密電阻網絡、高精度D/A轉換器的精密電阻網絡放置在專用集成電路外部來實現。

4.根據權利要求1所述的高精度數字到解算轉換器，其特征在于：該轉換器采用函數替代法，用運算放大器運算組合擬合高精度正余弦函數輸出；其高精度正余弦函數擬合器由高4位粗分電路、K函數替代電路、正余弦加減電路構成；高4位粗分電路采用精密電阻分壓、反相與高4位控制的控制開關的多路信號選取，得到R_fsinα和R_fcosα兩路高4位解算模擬信號；K函數替代電路和正余弦加減電路用線性函數K′替代三角函數K得到R_fsin（α+β）和R_fcos（α+β）的近似值，即實現高精度數字到解算的轉換。

5.根據權利要求1所述的高精度數字到解算轉換器，其特征在于：該轉換器采用高性能運算放大器設計技術得到高增益、大共模工作范圍和具有AB類擴展輸出結構以及低零位失調的運算放大器，實現精密計算和低失真失調。

6.根據權利要求1所述的高精度數字到解算轉換器，其特征在于：該轉換器采用溫度補償的電流基準源，實現與電源電壓無關且300K附近溫漂接近零的基準電流輸出，具有低的溫漂與寬工作溫度范圍。