[發(fā)明專利]電阻串?dāng)?shù)模轉(zhuǎn)換器及其設(shè)計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211722843.3
• 申請日: 2022-12-30
• 公開（公告）號: CN116248120A
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何妍琳;王歡;于翔
• 申請（專利權(quán)）人: 駿盈半導(dǎo)體（上海）有限公司
• 主分類號: H03M1/66
• 分類號: H03M1/66;H03M1/68;H03M1/80
• 代理公司: 北京慧加倫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 16035
• 代理人: 趙敏岑;李志剛

本公開提供了一種電阻串?dāng)?shù)模轉(zhuǎn)換器及其設(shè)計方法，其中，電阻串?dāng)?shù)模轉(zhuǎn)換器包括分段電阻串，分段電阻串包括高位電阻串和低位電阻串，各段分段電阻串之間的連接方式由分段數(shù)據(jù)控制；連接方式包括串聯(lián)和并聯(lián)，分段數(shù)據(jù)由輸入數(shù)據(jù)分段得到，分段數(shù)據(jù)包括高位輸入數(shù)據(jù)和低位輸入數(shù)據(jù)，高位輸入數(shù)據(jù)對應(yīng)高位電阻串，低位輸入數(shù)據(jù)對應(yīng)低位電阻串；高位電阻串的第一端耦接輸入基準(zhǔn)電壓端，高位電阻串的第二端接地；低位電阻串經(jīng)由高位并聯(lián)開關(guān)組并聯(lián)至高位電阻串中電阻器的兩端，電阻串?dāng)?shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出電平由低位電阻串中的結(jié)點電平經(jīng)由低位開關(guān)組得到。本公開解決了相關(guān)技術(shù)中電阻串DAC精度較低的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電阻串?dāng)?shù)模轉(zhuǎn)換器及其設(shè)計方法。

背景技術(shù)

在設(shè)計集成電路時，數(shù)模轉(zhuǎn)換器(Digital?to?Analog?Converter，簡稱為DAC)的設(shè)計存在高精度高速應(yīng)用要求。傳統(tǒng)電阻串DAC雖然速度快，但是其包含的電阻和開關(guān)的個數(shù)隨輸入數(shù)據(jù)位數(shù)的增加而指數(shù)增加。由于傳統(tǒng)電阻串DAC在實現(xiàn)高精度時需要的電阻和開關(guān)個數(shù)較多，面積代價過大，因此往往會采用網(wǎng)絡(luò)型結(jié)構(gòu)的DAC，例如R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)型DAC，或者R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)和溫度計碼網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的DAC。

然而，目前這類網(wǎng)絡(luò)型結(jié)構(gòu)的DAC精度較低，只能達到12bits，難以進一步提高精度。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的主要目的在于提供一種電阻串?dāng)?shù)模轉(zhuǎn)換器及其設(shè)計方法，以解決相關(guān)技術(shù)中電阻串DAC精度較低的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本公開的第一方面提供了一種電阻串?dāng)?shù)模轉(zhuǎn)換器，包括分段電阻串，分段電阻串包括高位電阻串和低位電阻串，各段分段電阻串之間的連接方式由分段數(shù)據(jù)控制；

其中，連接方式包括串聯(lián)和并聯(lián)，分段數(shù)據(jù)是由輸入數(shù)據(jù)分段得到的，分段數(shù)據(jù)包括高位輸入數(shù)據(jù)和低位輸入數(shù)據(jù)，高位輸入數(shù)據(jù)對應(yīng)高位電阻串，低位輸入數(shù)據(jù)對應(yīng)低位電阻串；

高位電阻串的第一端耦接輸入基準(zhǔn)電壓端，高位電阻串的第二端接地；

低位電阻串經(jīng)由高位并聯(lián)開關(guān)組并聯(lián)至高位電阻串中電阻器的兩端，電阻串?dāng)?shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出電平由低位電阻串中的結(jié)點電平經(jīng)由低位開關(guān)組得到。

可選地，輸入數(shù)據(jù)分段為兩段分段數(shù)據(jù)，包括高位輸入數(shù)據(jù)和低位輸入數(shù)據(jù)，其中，高位輸入數(shù)據(jù)的位數(shù)為M，低位輸入數(shù)據(jù)的位數(shù)為N；

高位電阻串包括依次串聯(lián)的2^M個阻值為R的電阻器和一個阻值為R/2^N的電阻器，低位電阻串包括依次串聯(lián)的2^N-1個阻值為R的電阻器。

進一步地，高位輸入數(shù)據(jù)對應(yīng)的十進制值為m，低位輸入數(shù)據(jù)對應(yīng)的十進制值為n，高位電阻串中從下往上第m+1個阻值為R的電阻器經(jīng)由高位并聯(lián)開關(guān)組與低位電阻串并聯(lián)；

電阻串?dāng)?shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出電平由低位電阻串中從下往上第n+1個結(jié)點電平經(jīng)由低位開關(guān)組得到。

可選地，分段數(shù)據(jù)還包括一個或多個中位輸入數(shù)據(jù)，分段電阻串還包括一個或多個中位電阻串，中位輸入數(shù)據(jù)和中位電阻串一一對應(yīng)。

進一步地，當(dāng)中位輸入數(shù)據(jù)和中位電阻串的個數(shù)均為一個時，輸入數(shù)據(jù)分段為三段分段數(shù)據(jù)，包括高位輸入數(shù)據(jù)、中位輸入數(shù)據(jù)和低位輸入數(shù)據(jù)，其中，高位輸入數(shù)據(jù)的位數(shù)為M，中位輸入數(shù)據(jù)的位數(shù)為N，低位輸入數(shù)據(jù)的位數(shù)為X；

高位電阻串包括串聯(lián)的2^M個阻值為R的電阻器和一個阻值為R/2^N的電阻器，中位電阻串包括依次串聯(lián)的2^N-1個阻值為R的電阻器和一個阻值為R/2^X的電阻器，低位電阻串包括依次串聯(lián)的2^X-1個阻值為R的電阻器。