[發(fā)明專利]一種基于電阻分壓和電壓插值的轉(zhuǎn)換電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110431546.2
• 申請(qǐng)日: 2021-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN113300710A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石迎;魯文高;張雅聰;安泊偉;祝潤(rùn)坤;陳中建
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): H03M1/34
• 分類號(hào): H03M1/34
• 代理公司: 北京潤(rùn)澤恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11319
• 代理人: 茍冬梅

本發(fā)明提供一種基于電阻分壓和電壓插值的轉(zhuǎn)換電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換器，涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域。所述電路包括：電阻分壓?jiǎn)卧邮諈⒖茧妷?、行選信號(hào)以及列選信號(hào)，輸出頂端電壓和底端電壓至電壓插值單元；電壓插值單元接收頂端電壓和底端電壓，輸出結(jié)果電壓。電阻分壓?jiǎn)卧ǎ憾鄠€(gè)單位電阻和多個(gè)開關(guān)，開關(guān)的狀態(tài)受控于行選信號(hào)和列選信號(hào)，單位電阻的數(shù)量由粗轉(zhuǎn)換位數(shù)決定；電壓插值單元包括：多個(gè)PMOS管，其數(shù)量由細(xì)轉(zhuǎn)換位數(shù)決定。本發(fā)明的轉(zhuǎn)換電路，在保障數(shù)模轉(zhuǎn)換器高精度轉(zhuǎn)換、單調(diào)性好的基礎(chǔ)上，極大的減少了單位電阻的數(shù)量和開關(guān)的數(shù)量，縮減了單位電阻和開關(guān)占用的物理面積，降低了控制邏輯復(fù)雜度，具有較高的實(shí)用性價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于電阻分壓和電壓插值的轉(zhuǎn)換電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)

目前基于電阻分壓結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高精度的數(shù)模轉(zhuǎn)換功能的數(shù)模轉(zhuǎn)換器中，由于需要有大量的單位電阻和大量的開關(guān)，不但導(dǎo)致整個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的物理面積較大，并且控制邏輯較為復(fù)雜。

例如：以一個(gè)16位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(Digital to Analog Convertor縮寫DAC)為例，若使用電阻分壓X-Y Selection結(jié)構(gòu)，那么所需開關(guān)和電阻數(shù)量都較多，一共需要65792個(gè)開關(guān)，以及65536個(gè)單位電阻。如此數(shù)量的單位電阻以及開關(guān)，勢(shì)必占用較大的物理面積，另外基于65792個(gè)開關(guān)的控制邏輯也較為復(fù)雜。因此，如何在保障數(shù)模轉(zhuǎn)換器高精度轉(zhuǎn)換、單調(diào)性好的基礎(chǔ)上，減少單位電阻和開關(guān)的數(shù)量，以縮減其占用的物理面積，以及降低控制邏輯復(fù)雜度是一個(gè)亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于電阻分壓和電壓插值的轉(zhuǎn)換電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換器，提出了一種既保障了數(shù)模轉(zhuǎn)換器高精度轉(zhuǎn)換、單調(diào)性好，又減少了單位電阻和開關(guān)數(shù)量的技術(shù)方案。

本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供一種基于電阻分壓和電壓插值的轉(zhuǎn)換電路，所述轉(zhuǎn)換電路用于將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的模擬量；所述轉(zhuǎn)換電路包括：電阻分壓?jiǎn)卧碗妷翰逯祮卧?/p>

所述電阻分壓?jiǎn)卧邮諈⒖茧妷?、行選信號(hào)以及列選信號(hào)，輸出頂端電壓和底端電壓至所述電壓插值單元；

所述電壓插值單元接收所述頂端電壓、所述底端電壓以及細(xì)轉(zhuǎn)換的數(shù)字碼，輸出結(jié)果電壓，所述結(jié)果電壓表征數(shù)字量對(duì)應(yīng)的模擬量；

其中，所述電阻分壓?jiǎn)卧ǎ憾鄠€(gè)單位電阻和多個(gè)開關(guān)，所述多個(gè)開關(guān)的狀態(tài)受控于所述行選信號(hào)和所述列選信號(hào)，所述多個(gè)單位電阻的數(shù)量由粗轉(zhuǎn)換位數(shù)決定；

所述頂端電壓和所述底端電壓表征所述粗轉(zhuǎn)換的結(jié)果；

所述電壓插值單元包括：多個(gè)PMOS管，所述多個(gè)PMOS管的數(shù)量由細(xì)轉(zhuǎn)換位數(shù)決定。

可選地，所述多個(gè)開關(guān)包括：行控制開關(guān)；

所述多個(gè)單位電阻串聯(lián)，以蛇形連接在所述參考電壓和地電位之間；

所述多個(gè)單位電阻串聯(lián)以蛇形連接形成的行數(shù)和列數(shù)由所述粗轉(zhuǎn)換的位數(shù)決定，每一行設(shè)有一個(gè)行控制開關(guān)；

所述多個(gè)單位電阻中每一個(gè)單位電阻的兩端各與一個(gè)開關(guān)連接，兩個(gè)開關(guān)中的第一開關(guān)一端與該單位電阻的第一端連接，另一端與該單位電阻所在行的行控制開關(guān)的第一端連接，該行控制開關(guān)的第二端輸出所述頂端電壓至所述電壓插值單元；

所述兩個(gè)開關(guān)中的第二開關(guān)一端與該單位電阻的第二端連接，另一端與該單位電阻所在行的行控制開關(guān)的第三端連接，該行控制開關(guān)的第四端輸出所述底端電壓至所述電壓插值單元。

可選地，所述粗轉(zhuǎn)換位數(shù)中的高位數(shù)字碼產(chǎn)生所述行選信號(hào)；

所述粗轉(zhuǎn)換位數(shù)中的低位數(shù)字碼產(chǎn)生所述列選信號(hào)；

設(shè)定所述高位數(shù)字碼中的最低位作為標(biāo)志位，所述標(biāo)志位為高電平時(shí)確定所述行選信號(hào)選中偶數(shù)行，所述標(biāo)志位為低電平時(shí)確定所述行選信號(hào)選中奇數(shù)行。