[發明專利]一種可調的分段電流型DAC電路

有效

• 申請號: 201410271453.8
• 申請日: 2014-06-17
• 公開（公告）號: CN104052490B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 楊淼;張白雪;曹允
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: H03M1/66
• 分類號: H03M1/66
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司32218
• 代理人: 徐冬濤,瞿網蘭

技術領域

本發明涉及數字模擬電路，尤其涉及一種可調的分段電流型DAC電路。

背景技術

隨著各種音頻技術、計算機技術、多媒體技術的廣泛應用，促使了數字信號處理中的數模轉換器(DAC)的飛速發展。在未來很長一段時間，高速、寬帶技術將成為通信系統的發展趨勢。由于數字通信在現代通信系統中的主導地位，DAC也成為現代通信系統中一個不可或缺的重要模塊。數模轉換器的好壞直接影響整個系統的性能，由于數字信號處理技術的飛速發展，要求DAC具有足夠高的數據處理速度和足夠高的精度。

電流型結構DAC由模擬部分和數字部分構成。分為二進制型、溫度編碼型和分段型結構。二進制碼的優點是無需譯碼邏輯得以節省部分面積，缺點是有大的DNL誤差，單調性不能保證且會有大的轉換毛刺；相比而言，溫度計碼的優勢則是DNL誤差小、單調性得到保證、毛刺小，缺點是增加的溫度計譯碼電路的復雜度、面積和功耗。

現有的偏置電路如圖4所示，P型MOS管MP1_1的襯底和源極相連接電源VDD，P型MOS管MP1_1的柵極和漏極與N型MOS管MN6的漏極相連；N型MOS管MN6_1的柵極接運放OP_1的輸出，N型MOS管MN6_1的源極與電阻Rc_1的一端和運放OP_1的反向輸入端相連；電阻Rc_1的另一端與N型MOS管MN1_1的漏極和電阻R1_1的一端相連；第二基準電壓源的輸出端與運放OP的正向輸入端相連；N型MOS管MN1_1的柵極接外部控制信號K1_1，用于控制MN1_1是否導通(0表示截止，1表示導通)；電阻R1_1的另一端與N型MOS管MN2_1的漏極、N型MOS管MN1_1的源極和電阻R2_1的一端相連，N型MOS管MN2_1的柵極接外部控制信號K2_1，用于控制MN2_1是否導通(0表示截止，1表示導通)；電阻R2_1的另一端與N型MOS管MN3_1的漏極、N型MOS管MN2_1的源極、電阻R3_1的一端相連，N型MOS管MN3_1的柵極接外部控制信號K3_1，用于控制MN3_1是否導通(0表示截止，1表示導通)；電阻R3_1的另一端與N型MOS管MN4_1的漏極、N型MOS管MN3_1的源極、電阻R4_1的一端相連，N型MOS管MN4_1的柵極接外部控制信號K4_1，用于控制MN4_1是否導通(0表示截止，1表示導通)；電阻R4_1的另一端與N型MOS管MN5_1的漏極、N型MOS管MN4_1的源極、電阻R5_1的一端相連，N型MOS管MN5_1的柵極接外部控制信號K5_1，用于控制MN5_1是否導通(0表示截止，1表示導通)；電阻R5_1的另一端、N型MOS管MN1_1、MN2_1、MN3_1、MN4_1、MN5_1、MN6_1的襯底相連接地GND。

圖4所示電路的工作原理是：MN1_1導通時，電阻R1_1短路；MN2_1導通時，電阻R2_1短路；MN3_1導通時，電阻R3_1短路；MN4_1導通時，電阻R4_1短路；MN5_1導通時， 電阻R5_1短路；由于在N阱CMOS工藝中，NMOS管的襯底必須接到地電位，因此MN1_1、MN2_1、MN3_1、MN4_1、MN5_1的襯底均接地，將引入襯偏效應，使負載電阻的精確性受到影響，影響其輸出的偏置電流的精度。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種分段式結構，其結合了二進制電流源型DAC和溫度編碼型DAC的特點。因此采用合理的溫度計譯碼和二進制譯碼的組合，既可以保證DNL誤差和毛刺的要求，又能實現較小的面積和功耗。

本發明采用如下技術方案：

一種可調的分段電流型DAC電路，包括輸入寄存器、第一譯碼電路、第二譯碼電路、延時電路、第一鎖存電路、第二鎖存電路、第三鎖存電路和電流源電路，還包括可調偏置電路；所述可調的分段電流型DAC電路采用“4+3+3”分段結構，其中最低3位采用二進制編碼，中間3位和最高4位采用溫度碼編碼方式；輸入寄存器的最低三位輸出端d1-d3與延時電路的輸入端連接，中間三位輸出端d4-d6與第二譯碼電路的輸入端連接，最高四位輸出端d7-d10與第一譯碼電路的輸入端連接；第一譯碼電路、第二譯碼電路和延時電路的輸出端分別與對應的第一鎖存電路、第二鎖存電路和第三鎖存電路的輸入端連接；電流源電路包括最高位電流源電路、中間位電流源電路和最低位電流源電路，且分別與對應的第一鎖存電路、第二鎖存電路和第三鎖存電路的輸出端連接；可調偏置電路的輸出端分別與最高位電流源電路、中間位電流源電路和最低位電流源電路的輸入端連接；最高位電流源電路、中間位電流源電路和最低位電流源電路的輸出端相連接I_OUT。