[發(fā)明專利]一種基于溫度計碼的電流舵型數(shù)模轉換器

有效

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• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109309498B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設計）人: 董蕾
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H03M1/08
• 分類號: H03M1/08
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發(fā)明涉及集成電路技術領域，公開了一種基于溫度計碼的電流舵型數(shù)模轉換器，該數(shù)模轉換器包括譯碼電路、電流源模塊、比較器模塊、負載電阻模塊與反饋電阻模塊，譯碼電路的一端接入數(shù)字輸入信號，譯碼電路的另一端與電流源模塊的一端相連，電流源模塊的另一端與比較器模塊的反向輸入端相連，比較器模塊的輸出端與反饋電阻模塊的一端相連，反饋電阻模塊的另一端分別與比較器模塊的反向輸入端和負載電阻模塊的一端相連，譯碼電路將二進制碼的數(shù)字輸入信號轉換為溫度計碼的數(shù)字控制信號。上述數(shù)模轉換器將傳統(tǒng)的電流值成二進制倍數(shù)關系的電流源陣列轉換為電流值為單一值的電流源，使得電流失配相對比較小，進而有效提高的數(shù)模轉換器的轉換精度。

技術領域

本發(fā)明屬于集成電路技術領域，特別涉及一種基于溫度計碼的電流舵型數(shù)模轉換器。

背景技術

數(shù)模轉換器(Digital to Analog Converter，簡稱DAC)是能夠將數(shù)字信號轉換為模擬信號的一種信號轉換器，廣泛應用于需要進行信號處理的各個領域。數(shù)模轉換器有多種類型，其中電流舵型數(shù)模轉換器(Current Steering Digital to Analog Converter)是一種常用的數(shù)模轉換器結構，具有匹配精度高、響應速度快的優(yōu)勢，在高速且對匹配性要求較高的電路中有著廣泛的應用，并且電流舵型數(shù)模轉換器的能量利用率較高，當對輸出信號進行差分利用時幾乎能將所有的能量輸出。

然而，常規(guī)的電流舵型數(shù)模轉換器使用電流值成二進制倍數(shù)關系的電流源陣列，由于電流源受限于電阻值的匹配精度，由于工藝、光刻等原因導致電阻值并不完全相同的時候，進而不可避免的存在著失配，直接影響到數(shù)模轉換的精度。數(shù)模轉換器所能達到的精度，一定程度上取決于電流源的失配誤差。因此，如何降低電流源陣列的電流失配，進而提高數(shù)模轉換器的轉換精度是急需解決的技術問題。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提出一種基于溫度計碼的電流舵型數(shù)模轉換器，通過引入譯碼電路將二進制數(shù)字輸入信號轉換為溫度計碼數(shù)字控制信號輸出，將傳統(tǒng)的電流值成二進制倍數(shù)關系的電流源陣列轉換為電流值為單一值的電流源，并用溫度計碼數(shù)字信號進行控制，由于新的電流源陣列中電流值為單一值，使得電流源陣列的電流失配相對比較小，進而有效提高的數(shù)模轉換器的轉換精度。

為了實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明實施例采用如下技術方案：

一種基于溫度計碼的電流舵型數(shù)模轉換器，該數(shù)模轉換器包括譯碼電路、電流源模塊、比較器模塊、負載電阻模塊與反饋電阻模塊，譯碼電路的一端接入數(shù)字輸入信號，譯碼電路的另一端與電流源模塊的一端相連，電流源模塊的另一端與比較器模塊的反向輸入端相連，比較器模塊的輸出端與反饋電阻模塊的一端相連，反饋電阻模塊的另一端分別與比較器模塊的反向輸入端和負載電阻模塊的一端相連，譯碼電路將二進制碼的數(shù)字輸入信號轉換為溫度計碼的數(shù)字控制信號。

進一步的，二進制碼的數(shù)字輸入信號為n位，n為大于等于1的自然數(shù)。

進一步的，譯碼電路將n位二進制碼的數(shù)字輸入信號D_n轉換為2ⁿ-1位溫度計碼的數(shù)字控制信號。

進一步的，電流源模塊包括電流源陣列，電流源陣列包括i個電流值相同的電流源I_i，每個電流源I_i的一端接入相應數(shù)字控制信號，每個電流源I_i的另一端與相應開關K_i的一端相接，i為1到2ⁿ-1的自然數(shù)。

進一步的，開關K_i的另一端依次相連并接入比較器模塊的反向輸入端。

進一步的，比較器模塊包括基于運算放大器的比較器，比較器的正向輸入端接入?yún)⒖茧妷篤_ref。

進一步的，負載電阻模塊包括負載電阻R₀，負載電阻R₀的另一端接地。