[發明專利]一種高效的超高精度DAC的合成方法及裝置

在審

• 申請號: 201910346592.5
• 申請日: 2019-04-27
• 公開（公告）號: CN110365336A
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 劉國福;徐偉專;甘偉;方正;胡能鋼;熊艷
• 申請（專利權）人: 湖南銀河電氣有限公司
• 主分類號: H03M1/10
• 分類號: H03M1/10;H03M1/08;H03M1/66
• 代理公司: 廣州凱東知識產權代理有限公司 44259
• 代理人: 李勤輝

本發明涉及數模轉換器DAC，具體說是一種高效的超高精度DAC的合成方法，其包括取高分辨率的兩個DAC；將數字量輸入作為DAC指令分別發送至上述兩個DAC；將上述兩個DAC的輸出合成后作為超高分辨率DAC的輸出；合成采用以下公式：其中V_out為超高分辨率DAC輸出，R₁、R₂、R₃、R₄均為電阻，V₁、V₂為兩個DAC的輸出電壓。本發明采用了一種高效的合成方法，只需兩個高分辨率的DAC便可得到超高分辨率的DAC，大幅提高了元器件的利用效率，其設計簡單方便，體積小，成本低，實用性很強。

技術領域

本發明涉及數模轉換器(DAC)，特別涉及一種高效的超高精度DAC的合成方法及裝置。

背景技術

目前市場上存在的較高精度的數模轉換器(DAC)的分辨率有16、20或者 24位，它們廣泛應用于自動測試設備、精密儀器、校準儀表，醫療電子設備和其他應用等領域。隨著科技的進步和社會的發展，在一些追求更高性能的應用場合，有時需要高于24位分辨率的DAC，這就需要采用合成技術得到所需求的超高精度。

高分辨率數模轉換器一般用于提供可控精密電壓。有文獻提出用n個N 位精度的DAC合成N+n位的DAC，該方法雖然可以將N位精度的DAC提高至任意精度，但其使用的元器件較多，成本很高，而且設計較為復雜，需要同時與n個DAC通信并控制其輸出。另外，有一些24位以上的DAC由手動開關式開爾文-華萊分壓器來提供，該方法雖然可以達到極高的準確度，但其體積龐大、價格昂貴、實用性較差。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種體積小、實用性強、成本低的高效的超高精度DAC的合成方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種高效的超高精度 DAC的合成方法，其包括以下步驟：

S1、取高分辨率的兩個DAC；

S2、將數字量輸入作為DAC指令分別發送至上述兩個DAC；

S3、將上述兩個DAC的輸出合成后作為超高分辨率DAC的輸出，合成采用以下公式：

其中V_out為超高分辨率DAC輸出，R₁、R₂、R₃、R₄均為電阻，V₁、V₂為兩個 DAC的輸出電壓。

一種應用上述合成方法的超高精度DAC的合成裝置，包括數模轉換器組，該數模轉換器組采用高分辨率的DAC1和DAC2，將數字量輸入作為DAC指令通過數據總線分別發送至所述DAC1和DAC2，該DAC1和DAC2接收指令后采用按上述公式形成的合成電路進行合成，得到超高分辨率DAC輸出。

作為優選，所述合成電路包含四個精密電阻R₁、R₂、R₃、R₄，一個濾波電容C和一個高精度運算放大器OP，其中R₁、R₂、R₃、R₄用于決定DAC1與DAC2 的權值，濾波電容C用于濾除電壓中的高頻分量，運算放大器OP的輸出作為超高分辨率DAC輸出，其反相輸入端經過電阻R₄接地。

作為優選，所述運算放大器OP的輸出端通過反饋校正電路連接至數據總線輸入端。