專利名稱：數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于信號(hào)處理與信號(hào)波形的控制，尤指一種數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置以及其相關(guān)方法，可有效控制其輸出信號(hào)轉(zhuǎn)態(tài)的上升/下降時(shí)間。
背景技術(shù)：
數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置(digital to analog converter)廣泛地應(yīng)用在各種不同用途的電子電路中，一般來說，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置的操作在于將一數(shù)字形式的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成一模擬形式的輸出信號(hào)。由于數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置常常必須反應(yīng)出信號(hào)轉(zhuǎn)態(tài)，因此數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置產(chǎn)生輸出信號(hào)的所需的上升/下降時(shí)間便成了數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置一個(gè)重要的特性。在大部分的情形中，信號(hào)的上升/下降時(shí)間需要被控制在合理的時(shí)間范圍內(nèi)，以避免太長的上升/下降時(shí)間造成信號(hào)失真等不良影響，而太短的上升/下降時(shí)間則會(huì)因過高的信號(hào)切換速度而會(huì)造成電磁干擾(electromagnetic interference)。舉例來說，請參考圖1，其系說明習(xí)知100BASE-T網(wǎng)路規(guī)范中，對于輸出信號(hào)之波形要求。其中，該網(wǎng)路規(guī)范中要求，信號(hào)轉(zhuǎn)態(tài)時(shí)的上升/下降時(shí)間必須控制于4士 Ins之內(nèi)。 習(xí)知作法可能使用由電阻與電容等被動(dòng)元件所組成的低通濾波器來電連接于數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的輸出端，透過適當(dāng)?shù)卣{(diào)教低通濾波器與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的參數(shù)，來達(dá)成將信號(hào)的上升/下降時(shí)間控制于一定時(shí)間內(nèi)的目的。然而，由于電阻與電容的精準(zhǔn)度較難掌握，容易受到工藝上的誤差或者是溫度的影響，所以容易導(dǎo)致由被動(dòng)元件所組成低通濾波器的有特性上的變異，進(jìn)而使得數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器之輸出信號(hào)的上升/下降時(shí)間無法如預(yù)期般被控制。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中，亦存在解決此種問題的先前技術(shù)。例如，美國專利(證號(hào) 6，462，668)中所提出的電流源架構(gòu)。請參考圖2，其系該篇專利的代表圖。該篇專利中之電流源架構(gòu)(電流源50)，系利用多個(gè)平行排列的子電流源(亦即，晶體管對52 56)的電流加總來產(chǎn)生輸出電流Io，其中，由于每一個(gè)晶體管對52 56系被具有不同時(shí)間延遲 (屯 屯)的控制信號(hào)所控制，故于一定時(shí)間間隔內(nèi)，可逐次增加或減少輸出電流Io，以控制其轉(zhuǎn)態(tài)的上升/下降時(shí)間。然而，該篇專利所提出的電流源架構(gòu)有以下問題。首先，為了降低子電流源的不匹配(mismatch)所帶來的不良效應(yīng)，所以必須增加子電流源面積，以降低不匹配的效應(yīng)，如此一來會(huì)增加電流源架構(gòu)的整體面積。除此之外，由于電流源50的輸出電流Io系利用切換子電流源的開啟或關(guān)閉狀態(tài)來調(diào)整，而子電流源切換的瞬間，往往會(huì)有暫態(tài)的突波(glitch power)產(chǎn)生。因此，盡管先前技藝已提供控制信號(hào)轉(zhuǎn)態(tài)的上升/下降時(shí)間的電流源架構(gòu)，但仍存在亟待改善的地方。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種可有效控制信號(hào)上升與下降速度的電流輸出裝置，以這種電流輸出裝置為基礎(chǔ)所設(shè)計(jì)的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換電路，可使其輸出信號(hào)轉(zhuǎn)態(tài)時(shí)的上升/下降時(shí)間控制于一預(yù)定的合理范圍內(nèi)。本發(fā)明透過利用分流電路對一固定電流進(jìn)行分流，并對分流電路控制，使分流電路所輸出的分流電流漸進(jìn)式地增加或減少，其中，分流電路的控制系透過多個(gè)具有不同相位的控制信號(hào)來進(jìn)行。這些控制信號(hào)的相位差可精確地決定信號(hào)上升/下降的速度，避免使用誤差較大的被動(dòng)式低通濾波器。再者，本發(fā)明所提供的電流輸出裝置亦可有效避免先前技術(shù)中電流源裝置面積較大與可能的突波干擾問題。本發(fā)明之一實(shí)施例提供一種電流輸出裝置，包含一電流源、一信號(hào)產(chǎn)生電路以及多個(gè)分流電路。該電流源系具有一輸出端，并且用以輸出一供應(yīng)電流。該信號(hào)產(chǎn)生電路系分別產(chǎn)生一第一組控制輸出信號(hào)以及一第二組控制輸出信號(hào)。該多個(gè)分流電路系包含有至少一第一分流電路以及至少一第二分流電路，該第一分流電路與該第二分流電路系分別耦接至該電流源之該輸出端，并且，該第一與該第二分流電路系分別依據(jù)該第一與第二組控制輸出信號(hào)來分流該供應(yīng)電流以產(chǎn)生一第一分流電流與一第二分流電流。其中，該第一組控制輸出信號(hào)與該第二組控制輸出信號(hào)系分別調(diào)整該第一分流電流與該第二分流電流的大小，以逐漸地增加該第一分流電流并逐漸地減少該第二分流電流。本發(fā)明之一實(shí)施例提供一種數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置，用以將一數(shù)字輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成一模擬輸出信號(hào)，包含一電流源，具有一輸出端，用以輸出一供應(yīng)電流；一信號(hào)產(chǎn)生電路，依據(jù)該數(shù)字輸入信號(hào)產(chǎn)生一第一組控制輸出信號(hào)以及一第二組控制輸出信號(hào)；一第一分流電路，耦接至該電流源之該輸出端，具有并聯(lián)之多個(gè)第一開關(guān)模塊對應(yīng)接收該第一組控制輸出信號(hào)以決定多個(gè)開關(guān)開啟之?dāng)?shù)量來分流該供應(yīng)電流以產(chǎn)生一第一分流電流；以及一第二分流電路，耦接至該電流源之該輸出端，具有并聯(lián)之多個(gè)第二開關(guān)模塊對應(yīng)接收該第二組控制輸出信號(hào)以決定多個(gè)開關(guān)開啟之?dāng)?shù)量來分流該供應(yīng)電流以產(chǎn)生一第二分流電流，其中該第一與第二分流電流系用以產(chǎn)生該模擬輸出信號(hào)，藉由該第一與第二分流電流大小決定所產(chǎn)生該模擬輸出信號(hào)的變化。本發(fā)明之另一實(shí)施例提供一種電流輸出方法，該方法包含提供一供應(yīng)電流；產(chǎn)生提供一第一組控制輸出信號(hào)以及一第二組控制輸出信號(hào)；以及依據(jù)該第一組控制輸出信號(hào)以及該第二組控制輸出信號(hào)來分流該供應(yīng)電流以產(chǎn)生一第一分流電流與一第二分流電流；其中，該第一組控制輸出信號(hào)與該第二組控制輸出信號(hào)系分別調(diào)整該第一分流電流與該第二分流電流的大小，以逐漸地增加該第一分流電流并逐漸地減少該第二分流電流。本發(fā)明之又一實(shí)施例提供一種數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置，用以將一數(shù)字輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成一模擬輸出信號(hào)，該數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置包含一電流源、一信號(hào)產(chǎn)生電路以及多個(gè)分流電路。該電流源系具有一輸出端，并且用以輸出一供應(yīng)電流。該信號(hào)產(chǎn)生電路系依據(jù)該數(shù)字輸入信號(hào)而分別產(chǎn)生一第一組控制輸出信號(hào)與一第二組控制輸出信號(hào)。該多個(gè)分流電路， 包含有至少一第一分流電路以及至少一第二分流電路，該第一分流電路與該第二分流電路系分別耦接至該電流源之該輸出端，并且，該第一與該第二分流電路系分別依據(jù)該第一與第二組控制輸出信號(hào)來分流該供應(yīng)電流以產(chǎn)生一第一分流電流與一第二分流電流。其中， 該數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置系依據(jù)該第一分流電流與該第二分流電流來產(chǎn)生該模擬輸出信號(hào)；以及該第一組控制輸出信號(hào)與該第二組控制輸出信號(hào)系分別調(diào)整該第一分流電流與該第二分流電流的大小，以逐漸地增加該第一分流電流并逐漸減少該第二分流電流來控制模擬輸出信號(hào)之變化速度。
本發(fā)明之再一實(shí)施例提供一種數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換方法，包含提供一數(shù)字輸入信號(hào)； 提供一供應(yīng)電流；依據(jù)該數(shù)字輸入而分別產(chǎn)生一第一組控制輸出信號(hào)與一第二組控制輸出信號(hào)；分別依據(jù)該第一與第二組控制輸出信號(hào)來分流該供應(yīng)電流以產(chǎn)生一第一分流電流與一第二分流電流；以及依據(jù)該第一分流電流與該第二分流電流來產(chǎn)生一模擬輸出信號(hào)。其中，該第一組控制輸出信號(hào)與該第二組控制輸出信號(hào)系分別調(diào)整該第一分流電流與該第二分流電流的大小，以逐漸地增加該第一分流電流并逐漸地減少該第二分流電流來控制該模擬輸出信號(hào)之變化速度。


圖1系說明信號(hào)波形與相對應(yīng)之上升/下降時(shí)間的關(guān)系。圖2系為先前技術(shù)所提供的電流源裝置的電路圖。圖3系為本發(fā)明電流輸出裝置之實(shí)施例的電路圖。圖4系為本發(fā)明之控制信號(hào)的波形圖。圖5系說明本發(fā)明之開關(guān)模塊中晶體管開啟狀態(tài)與時(shí)序的關(guān)系。圖6系為本發(fā)明數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置之實(shí)施例的示意圖。圖7系說明本發(fā)明如何透過對數(shù)字輸入信號(hào)取樣來產(chǎn)生控制信號(hào)。主要元件符號(hào)說明100電流輸出裝置50、51、110電流源120信號(hào)產(chǎn)生電路130、140分流電路131 134、141 144開關(guān)模塊1311 1341、1411 1441控制端52a 56a、52b 56b、Tl、T2、T31 T34、T41 T44晶體管200數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置210電阻性元件52 56晶體管對
具體實(shí)施例方式請參考圖3，其系繪示本發(fā)明電流輸出裝置之實(shí)施例。如圖所示，電流輸出裝置 100包含有一電流源110、一信號(hào)產(chǎn)生電路120以及分流電路130、140。電流源110具有一輸出端X，并且輸出一供應(yīng)電流Ip。于本實(shí)施例中，電流源110包含有晶體管Tl與晶體管 T2所組成的電流鏡電路，其中，晶體管T2之尺寸比例(W/L)為晶體管Tl之尺寸比例(W/L) 的N倍，故電流源110之輸出端X所產(chǎn)生之供應(yīng)電流Ip將會(huì)是流經(jīng)晶體管Tl之參考電流 Ikef的N倍，然而，此系為本發(fā)明的一種實(shí)施態(tài)樣，而非本發(fā)明之限制；于本發(fā)明之其它實(shí)施例中，電流源110亦可以電流鏡電路以外的方式來實(shí)現(xiàn)。信號(hào)產(chǎn)生電路120系耦接于分流電路130與140，用以分別產(chǎn)生一第一組控制輸出信號(hào)S以及一第二組控制輸出信號(hào)S’至分流電路130與140。分流電路130與分流電路 140系分別耦接至電流源110之輸出端X，并且分流電路130與140系分別依據(jù)信號(hào)產(chǎn)生電路120之第一組控制輸出信號(hào)S與第二組控制輸出信號(hào)S’來分流供應(yīng)電流Ip以產(chǎn)生一第一分流電流I1與一第二分流電流12。在本實(shí)施例中，第一組控制輸出信號(hào)S與第二組控制輸出信號(hào)S’系為一反相關(guān)系。故第一組控制輸出信號(hào)S亦可稱為控制輸出信號(hào)S，而第二組控制輸出信號(hào)S’亦可稱為反相控制輸出信號(hào)S’。藉由控制輸出信號(hào)S與反相控制輸出信號(hào)S’可得到不同的第一分流電流I1與第二分流電流I2的電流大小，并且，當(dāng)控制輸出信號(hào)S致使第一分流電流I1 逐漸地增加時(shí)，反相控制輸出信號(hào)S’會(huì)同時(shí)使第二分流電流I2逐漸地減少；反之當(dāng)控制輸出信號(hào)S致使第一分流電流I1逐漸地減小時(shí)，反相控制輸出信號(hào)S’會(huì)同時(shí)使第二分流電流I2逐漸地增加。實(shí)際上，第一組控制輸出信號(hào)S包含有多個(gè)第一控制信號(hào)Sl S4 ；第二組控制輸出信號(hào)S’包含有多個(gè)第二控制信號(hào)Si， S4’ (以下第一控制信號(hào)Sl S4可稱控制信號(hào)Sl S4 ；第二控制信號(hào)Si， S4，可稱反相控制信號(hào)Si， S4，)，而分流電路130具有并聯(lián)之多個(gè)開關(guān)模塊131 134，并且開關(guān)模塊131 134(系以晶體管T31 T34來實(shí)施，然而，其僅為實(shí)施態(tài)樣，并非唯一的實(shí)施方式)，分別具有多個(gè)控制端1311 1341，控制端1311 1341分別接收控制信號(hào)Sl S4 ；相似地，分流電路140具有并聯(lián)之多個(gè)開關(guān)模塊141 144，并且開關(guān)模塊141 144(系以晶體管T41 T44來實(shí)施，然而，其僅為實(shí)施態(tài)樣，并非唯一的實(shí)施方式)，分別具有多個(gè)控制端1411 1441，控制端1411 1441分別接收反相控制信號(hào)Si’ S4’。此外，應(yīng)當(dāng)特別注意的是，單一分流電路中之開關(guān)模塊的數(shù)目僅須滿足兩個(gè)以上的條件即可據(jù)以實(shí)施本發(fā)明，故于本發(fā)明其他實(shí)施例中，亦可以不同于本例所舉之個(gè)數(shù)的開關(guān)模塊來實(shí)施本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)。于本實(shí)施例中，由于控制信號(hào)Sl S4分別與反相控制信號(hào)Si， S4，具有一反相關(guān)系。因此，當(dāng)控制信號(hào)Sl S4信號(hào)電平變化逐漸地增加開關(guān)模塊131 134中處于開啟狀態(tài)之個(gè)數(shù)時(shí)，則第二控制信號(hào)Si， S4’此時(shí)的信號(hào)電平變化會(huì)逐漸地減少開關(guān)模塊141 144中處于開啟狀態(tài)之個(gè)數(shù)，反之亦然。因此，透過以上的操作，可以達(dá)成當(dāng)逐漸地增加第一分流電流I1時(shí)，第二分流電流I2會(huì)逐漸地減少，或者是當(dāng)逐漸地增加第二分流電流I2時(shí)，第一分流電流I1會(huì)逐漸地減少的效果。應(yīng)當(dāng)特別注意的是，本發(fā)明并未限定電流輸出模塊中分流電路的數(shù)目，以及每一分流電路中開關(guān)模塊的數(shù)目。這些數(shù)目皆可視設(shè)計(jì)上的變化來調(diào)整。關(guān)于控制信號(hào)Sl S4的信號(hào)電平變化與開關(guān)模塊中之晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)的說明，請參考圖4與圖5，如圖4所示，控制信號(hào)Sl S4之間分別具有一定的相位差，而使每個(gè)控制信號(hào)Sl S4分別具有不同相位(請注意，圖4中所示的相位差大小并非本發(fā)明之限制，于本發(fā)明其它實(shí)施例中，控制信號(hào)Sl S4間應(yīng)有不同的相位差變化)。由于控制信號(hào)Sl S4分別與反相控制信號(hào)Si’ S4’為相對應(yīng)之反相關(guān)系，所以反相控制信號(hào)Si’ S4’間也具有相同于控制信號(hào)Sl S4的相位關(guān)系，使得每個(gè)反相控制信號(hào)Si’ S4’也分別具有不同相位(同樣地，于本發(fā)明其它實(shí)施例中，反相控制信號(hào)Si， S4，間亦有不同的相位差變化)。由于控制信號(hào)Sl S4之間存在者一定的相位差，因此，當(dāng)控制信號(hào)Sl S4逐漸地增加開關(guān)模塊131 134中處于開啟狀態(tài)個(gè)數(shù)的過程中，第一分流電流I1增加的速度系受到控制信號(hào)Sl S4之信號(hào)電平變化的發(fā)生時(shí)間所控制。同理，控制信號(hào)Si， S4’會(huì)相對應(yīng)地逐漸減少開關(guān)模塊141 144中處于開啟狀態(tài)個(gè)數(shù)，而第二分流電流I2增加的速度系受到控制信號(hào)Si’ S4’之信號(hào)電平變化的發(fā)生時(shí)間所控制。如圖所示，在時(shí)間點(diǎn)TO的附近，由于控制信號(hào)Sl S4皆處于一低電平，因此分流電路130中之晶體管T31 T34均不會(huì)導(dǎo)通，所以此時(shí)第一分流電流I1的值將會(huì)是0，再者，由于反相控制信號(hào)Si’ S4’乃為控制信號(hào)Sl S4之反相信號(hào)之故，所以在時(shí)間點(diǎn)TO 的附近，分流電路140中之晶體管T41 T44將全數(shù)處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)第二分流電流I2 將會(huì)等于電流源110所產(chǎn)生之供應(yīng)電流IP。在時(shí)間點(diǎn)Tl時(shí)，由于控制信號(hào)Sl由一低電平而被提升至一高電平，所以晶體管T31將會(huì)被導(dǎo)通，其余的晶體管T32 T34則維持未導(dǎo)通的狀態(tài)，而與控制信號(hào)Sl互為反相之反相控制信號(hào)Si，則由一高電平被降低至一低電平， 進(jìn)而關(guān)閉晶體管T41，而其余的晶體管T42 T44則仍維持導(dǎo)通的狀態(tài)。因此，在時(shí)間點(diǎn)Tl 時(shí)，信號(hào)產(chǎn)生電路120之控制輸出信號(hào)S與反相控制輸出信號(hào)S’會(huì)使得第一分流電流I1為 (1/4) IP，第二分流電流I2則為(3/4) IP，直到下一次控制信號(hào)的轉(zhuǎn)態(tài)發(fā)生。接著，在時(shí)間點(diǎn)T2時(shí)，控制信號(hào)S2將由一低電平而被提升至一高電平，所以晶體管T32將會(huì)被導(dǎo)通，其余的晶體管T33 T34則繼續(xù)維持未導(dǎo)通的狀態(tài)，而與控制信號(hào)S2 互為反相之反相控制信號(hào)S2’則會(huì)由一高電平被降低至一低電平，進(jìn)而關(guān)閉晶體管T42，而其余的晶體管T43 T44則繼續(xù)維持導(dǎo)通的狀態(tài)。因此，在時(shí)間點(diǎn)T2時(shí)，信號(hào)產(chǎn)生電路120 之控制輸出信號(hào)S與反相控制輸出信號(hào)S’會(huì)使得第一分流電流I1為(2/4) IP，第二分流電流則為(2/4) IP，直到下一次控制信號(hào)的轉(zhuǎn)態(tài)發(fā)生。接著，在時(shí)間點(diǎn)T3時(shí)，控制信號(hào)S3將由一低電平而被提升至一高電平，所以晶體管T33將會(huì)被導(dǎo)通，僅剩晶體管T34繼續(xù)維持未導(dǎo)通的狀態(tài)，而與控制信號(hào)S3互為反相之反相控制信號(hào)S3’則會(huì)由一高電平被降低至一低電平，進(jìn)而關(guān)閉晶體管T43，僅剩晶體管 T44繼續(xù)維持未導(dǎo)通的狀態(tài)繼續(xù)維持導(dǎo)通的狀態(tài)。因此，在時(shí)間點(diǎn)T3時(shí)，控制輸出信號(hào)S與反相控制輸出信號(hào)S’會(huì)使得第一分流電流I1為(3/4) IP，第二分流電流I2則為(1/4) IP，直到下一次控制信號(hào)的轉(zhuǎn)態(tài)發(fā)生。最后，在時(shí)間點(diǎn)T4時(shí)，控制信號(hào)S4將由一低電平而被提升至一高電平，所以晶體管T34將會(huì)被導(dǎo)通，使得分流電路130中所有晶體管皆被導(dǎo)通，而與控制信號(hào)S4為反相之反相控制信號(hào)S4，則會(huì)關(guān)閉晶體管T44，使得分流電路140中所有晶體管皆被關(guān)閉。因此， 在時(shí)間點(diǎn)"Γ4時(shí)，控制輸出信號(hào)S與反相控制輸出信號(hào)S’會(huì)使得第一分流電流I1為0，第二分流電流I2則為IP。圖4中電流Idiff系為由第一分流電流I1與第二分流電流I2所組成的差動(dòng)電流，圖示中之波形則清楚地展示了分流電流I” I2以及Idiff的變化與控制信號(hào)的變化間的關(guān)系。本發(fā)明透過信號(hào)產(chǎn)生電路120之控制輸出信號(hào)S與反相控制輸出信號(hào)S’，使得分流電路130與140中開關(guān)模塊131 134與141 144得以漸進(jìn)式地開啟與關(guān)閉，使第一與第二分流電流I1與I2的上升或下降速度可以穩(wěn)定地被控制。相較于前述美國專利所教導(dǎo)的電流源裝置50，由于本發(fā)明的電流源110中之晶體管T2本身的尺寸比例(W/L)就較大，其不匹配效應(yīng)并不明顯，此外，開關(guān)模塊131 134與 141 144本身的VGS (亦即，晶體管T31 T34與T41 44的閘極與源極間的跨壓)很高 (因其作為開關(guān)使用，故跨壓較高)，因此，其不匹配效應(yīng)亦不明顯。再者，因?yàn)楸景l(fā)明是采用電流分流的概念來輸出電流，故在增加或減少輸出電流的過程中，并不會(huì)造成電流源110 的開啟或關(guān)閉，不易有暫態(tài)的突波產(chǎn)生。
因此，本發(fā)明以此電流輸出裝置為基礎(chǔ)，提供一種數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置。依據(jù)本發(fā)明之實(shí)施例，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置系用以將一數(shù)字輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成一模擬輸出信號(hào)，包含一電流源、一信號(hào)產(chǎn)生電路以及多個(gè)分流電路。該電流源系具有一輸出端，并且用以輸出一供應(yīng)電流。該信號(hào)產(chǎn)生電路系依據(jù)該數(shù)字輸入信號(hào)而分別產(chǎn)生一第一組控制輸出信號(hào)與一第二組控制輸出信號(hào)。該多個(gè)分流電路，包含有至少一第一分流電路以及至少一第二分流電路。其中，該第一分流電路與該第二分流電路系分別耦接至該電流源之該輸出端，而該第一與該第二分流電路系分別依據(jù)該第一組與第二組控制輸出信號(hào)來分流該供應(yīng)電流以產(chǎn)生一第一分流電流與一第二分流電流。本發(fā)明之?dāng)?shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置系依據(jù)該第一分流電流與該第二分流電流來產(chǎn)生該模擬輸出信號(hào)。進(jìn)一步來說，該第一分流電流與該第二分流電流可透過一電阻性元件，將第一分流電流與該第二分流電流轉(zhuǎn)換成電壓來產(chǎn)生該模擬輸出信號(hào)，由于此部分技術(shù)系為本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域之人所熟知，故在此不另作贅述。關(guān)于本發(fā)明之?dāng)?shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置之實(shí)施例可參考圖6，如圖所示，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換 200包含有本發(fā)明之電流輸出裝置100，電流輸出裝置100之信號(hào)產(chǎn)生電路120用以對數(shù)字輸出信號(hào)Din進(jìn)行取樣，進(jìn)而產(chǎn)生包含第一控制信號(hào)Sl S4之第一組控制輸出信號(hào)S,以及包含第二控制信號(hào)Si， S4’之第二組控制輸出信號(hào)S’，關(guān)于如何利用數(shù)字輸出信號(hào)Din 來產(chǎn)生控制信號(hào)的方式，將于后續(xù)的段落中的說明。由于數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換200之功能在于將數(shù)字輸入信號(hào)Din轉(zhuǎn)換成一模擬輸出信號(hào) Aout，因此，信號(hào)產(chǎn)生電路120所產(chǎn)生之第一組控制輸出信號(hào)S與第二組控制輸出信號(hào)S’會(huì)隨著數(shù)字輸出信號(hào)Din的變化而改變，以使第一分流電流與第二分流電流反映出Din的變化。詳言之，第一組控制輸出信號(hào)S與第二組控制輸出信號(hào)S’會(huì)控制第一開關(guān)模塊131 134中處于開啟狀態(tài)之個(gè)數(shù)，以及第二開關(guān)模塊141 144中處于開啟狀態(tài)之個(gè)數(shù)，以分別調(diào)節(jié)第一分流電流I1與第二分流電流I2，進(jìn)而改變電流輸出裝置100之差動(dòng)輸出電流Idiff, 以藉由電阻性元件210與220來產(chǎn)生差動(dòng)形式的模擬輸出信號(hào)Aout (請注意，盡管圖6之實(shí)施例中電阻性元件210與220系以電阻來實(shí)施，然而，任何效果上具有電阻性之電路元件皆可利用差動(dòng)輸出電流Idiff來輸出模擬輸出信號(hào)Aout，故這種設(shè)計(jì)變化應(yīng)屬本發(fā)明之范疇)。再者，于本發(fā)明之?dāng)?shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置之其它實(shí)施例中，亦可僅利用電流輸出裝置100 之單端輸出來產(chǎn)生模擬輸出信號(hào)Aout。請參考圖7，其系說明本發(fā)明之實(shí)施例中，信號(hào)產(chǎn)生電路如何依據(jù)一數(shù)字輸入信號(hào) Din來產(chǎn)生第一組控制輸出信號(hào)與第二組控制輸出信號(hào)，由于本發(fā)明的目的在于控制模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置之模擬輸出信號(hào)的上升或下降速度。因此，當(dāng)數(shù)字輸入信號(hào)Din發(fā)生信號(hào)轉(zhuǎn)態(tài)時(shí)，必須控制分流電流的改變速度，使得模擬輸出信號(hào)Aout不至于以太快或太慢的速度變化。為了達(dá)成這個(gè)效果，本發(fā)明適當(dāng)?shù)乩梅至餍?yīng)(亦可解釋為延遲控制輸出開啟開關(guān)模塊的速度)，使得輸出之差動(dòng)電壓在轉(zhuǎn)態(tài)時(shí)有正確的上升或下降速度。舉例來說，當(dāng)數(shù)字輸入信號(hào)Din于時(shí)間點(diǎn)Tl時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)態(tài)(由低電平提升至高電平)，但為了延遲第一分流電流I1的上升速度，因此第一控制信號(hào)Sl S4中只有第一控制信號(hào)Sl S4會(huì)在時(shí)間點(diǎn) Tl發(fā)生轉(zhuǎn)態(tài)(由低電平提升至高電平)，以開啟其對應(yīng)之開關(guān)模塊131，而開關(guān)模塊132 134則會(huì)分別被延遲到時(shí)間點(diǎn)T2 T4時(shí)才被開啟，透過這樣的方式，以使第一分流電流I1 的上升速度不至于太快，達(dá)到控制模擬輸出信號(hào)Aout之上升時(shí)間的目的；同理，第二控制信號(hào)Si’ S4’也是依照這種概念來產(chǎn)生。而數(shù)字輸入信號(hào)Din發(fā)生轉(zhuǎn)態(tài)由高電平降低至低電平的轉(zhuǎn)態(tài)時(shí)，控制信號(hào)Sl S4也會(huì)延遲開關(guān)模塊131 134的關(guān)閉時(shí)間點(diǎn)，使得控制模擬輸出信號(hào)Aout之下降時(shí)間可被準(zhǔn)確地控制。簡言之，信號(hào)產(chǎn)生電路120以產(chǎn)生具有不同相位之第一控制信號(hào)Sl S4與第二控制信號(hào)Si’ S4’的方式來控制分流電路中的開關(guān)模塊來控制第一分流電流I1與第二分流電流I2 ；換言之，不同相位之控制信號(hào)可錯(cuò)開開關(guān)模塊131 134與141 144的導(dǎo)通與關(guān)閉時(shí)間，進(jìn)而得以控制模擬輸出信號(hào)Aout的上升或下降速度。因此，于可能的實(shí)施方式中，信號(hào)產(chǎn)生電路120可利用D型正反器來對數(shù)字輸入信號(hào)Din進(jìn)行取樣來分別產(chǎn)生第一控制信號(hào)Sl S4與第二控制信號(hào)Si’ S4’。其中，由于第一控制信號(hào)Sl S4與第二控制信號(hào)Si， S4’互為反相之故，所以可先產(chǎn)生其中一組，再透過反相電路來得到另一組。請參考圖7，假設(shè)數(shù)字輸入信號(hào)Din的時(shí)鐘脈沖為125Mhz，則本實(shí)施例中利用兩個(gè)時(shí)鐘脈沖為250Mhz的取樣時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLKl與CLK2來輸入至D型正反器，以對輸入信號(hào) Din進(jìn)行取樣，進(jìn)而產(chǎn)生具有不同相位之控制信號(hào)。其中，較快的取樣時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLKl與 CLK2可使得數(shù)字輸入信號(hào)Din處于高電平的時(shí)間內(nèi)，對數(shù)字輸入信號(hào)Din進(jìn)行多次取樣。 因此，本發(fā)明會(huì)于時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLKl與CLK2之上升緣(raising edge)或下降緣(falling edge)發(fā)生時(shí)，對數(shù)字輸入信號(hào)Din進(jìn)行取樣。如圖7所示，取樣時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLKl的上升緣用以對數(shù)字輸入信號(hào)Din進(jìn)行取樣而產(chǎn)生第一控制信號(hào)Si,而取樣時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLKl的下降緣則用以對數(shù)字輸入信號(hào)Din進(jìn)行取樣而產(chǎn)生第一控制信號(hào)S2 ；取樣時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLK2的上升緣用以對數(shù)字輸入信號(hào)Din 進(jìn)行取樣而產(chǎn)生第一控制信號(hào)S3，而取樣時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLK2的下降緣則用以對數(shù)字輸入信號(hào)Din進(jìn)行取樣而產(chǎn)生控制信號(hào)S4。因此，當(dāng)數(shù)字輸入信號(hào)Din于時(shí)間點(diǎn)Tl所發(fā)生的轉(zhuǎn)態(tài)，會(huì)依據(jù)取樣時(shí)鐘脈沖信號(hào)CLKl與CLK2，頻繁的多次對數(shù)字輸入信號(hào)Din取樣，來錯(cuò)開關(guān)模塊開啟的時(shí)間。依據(jù)這種概念，本發(fā)明并未限定取樣的具體方式，舉例來說，亦可采用一時(shí)鐘脈沖達(dá)500Mhz的單一取樣時(shí)鐘脈沖信號(hào)，分別于上升緣或下降緣來取樣，進(jìn)而產(chǎn)生控制信號(hào)。 當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)Sl S4與第二控制信號(hào)Si， S4’中一組被產(chǎn)生后，剩下的一組只需透過反相電路來產(chǎn)生即可，然而，此非本發(fā)明唯一的限制。除了以上透過取樣時(shí)鐘脈沖信號(hào)來對數(shù)字輸入信號(hào)進(jìn)行取樣的方法外，本發(fā)明亦可透過其它可能的方式來產(chǎn)生具有不同相位之控制信號(hào)，如利用相位內(nèi)插電路(phase interpolator)，而這些設(shè)計(jì)變化均屬本發(fā)明之范疇。此外，應(yīng)當(dāng)特別注意的是，盡管上述的實(shí)施例中，本發(fā)明數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置的模擬輸出信號(hào)系A(chǔ)out為差動(dòng)形式的電壓輸出，然而，于本發(fā)明其他實(shí)施例中，模擬輸出信號(hào) Aout亦可為單端形式的電壓輸出(亦即，僅透過第一分流電流I1或第二分流電流I2中之一者來產(chǎn)生)。這樣的設(shè)計(jì)變化并不影響本發(fā)明的實(shí)施，且應(yīng)屬本發(fā)明之范疇基于本發(fā)明所提供的電流輸出裝置與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置，本發(fā)明另提供以此為基礎(chǔ)的電流輸出方法與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換方法，然而，由于這些方法的概念相同于以上的介紹，故在此不多贅述。簡言之，本發(fā)明之電流輸出方法包含提供一供應(yīng)電流；產(chǎn)生提供一第一組控制輸出信號(hào)以及一第二組控制輸出信號(hào)；以及依據(jù)該第一組控制輸出信號(hào)以及該第二組控制輸出信號(hào)來分流該供應(yīng)電流以產(chǎn)生一第一分流電流與一第二分流電流；其中，該第一組控制輸出信號(hào)與該第二組控制輸出信號(hào)系分別調(diào)整該第一分流電流與該第二分流電流的大小，以逐漸地增加/減少該第一分流電流并逐漸地減少/增加該第二分流電流。于本發(fā)明之一種數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換方法則包含提供一數(shù)字輸入信號(hào)；提供一供應(yīng)電流；依據(jù)該數(shù)字輸入而分別產(chǎn)生一第一組控制輸出信號(hào)與一第二組控制輸出信號(hào)；分別依據(jù)該第一與第二組控制輸出信號(hào)來分流該供應(yīng)電流以產(chǎn)生一第一分流電流與一第二分流電流；以及依據(jù)該第一分流電流與該第二分流電流來產(chǎn)生一模擬輸出信號(hào)。其中，該第一組控制輸出信號(hào)與該第二組控制輸出信號(hào)系分別調(diào)整該第一分流電流與該第二分流電流的大小，以逐漸地增加/減少該第一分流電流并逐漸地減少/增加該第二分流電流來控制該模擬輸出信號(hào)之變化速度。基于本發(fā)明之電流輸出裝置所設(shè)計(jì)的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置，可應(yīng)用于具有高速數(shù)字輸入信號(hào)的電子電路中，例如像音訊處理，視訊處理，或者是網(wǎng)路傳輸?shù)阮I(lǐng)域中。而由于本發(fā)明的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置并不需要透過被動(dòng)元件所組成的低通濾波器來控制輸出信號(hào)的上升/下降時(shí)間，因此可以更準(zhǔn)確地控制輸出信號(hào)，提升數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置的性能。以上所述僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做之均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明之涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置，用以將一數(shù)字輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成一模擬輸出信號(hào)，其特征在于，所述的裝置包含一電流源，具有一輸出端，用以輸出一供應(yīng)電流；一信號(hào)產(chǎn)生電路，依據(jù)所述的數(shù)字輸入信號(hào)產(chǎn)生一第一組控制輸出信號(hào)以及一第二組控制輸出信號(hào)；一第一分流電路，耦接至所述的電流源的所述的輸出端，具有并聯(lián)的多個(gè)第一開關(guān)模塊對應(yīng)接收所述的第一組控制輸出信號(hào)以決定多個(gè)開關(guān)開啟的數(shù)量來分流所述的供應(yīng)電流以產(chǎn)生一第一分流電流；以及一第二分流電路，耦接至所述的電流源的所述的輸出端，具有并聯(lián)的多個(gè)第二開關(guān)模塊對應(yīng)接收所述的第二組控制輸出信號(hào)以決定多個(gè)開關(guān)開啟的數(shù)量來分流所述的供應(yīng)電流以產(chǎn)生一第二分流電流，其中所述的第一與第二分流電流系用以產(chǎn)生所述的模擬輸出信號(hào)，藉由所述的第一與第二分流電流大小決定所產(chǎn)生所述的模擬輸出信號(hào)的變化。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述的第一組控制輸出信號(hào)包含有多個(gè)第一控制信號(hào)；所述的第二組控制輸出信號(hào)包含有多個(gè)第二控制信號(hào)；所述的多個(gè)第一開關(guān)模塊分別具有多個(gè)第一控制端，所述的多個(gè)第一控制端分別對應(yīng)接收所述的多個(gè)第一控制信號(hào)；所述的多個(gè)第二開關(guān)模塊分別具有多個(gè)第二控制端，以及所述的多個(gè)第二控制端分別對應(yīng)接收所述的多個(gè)第二控制信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述的數(shù)字模擬多個(gè)第一控制信號(hào)分別與所述的多個(gè)第二控制信號(hào)具有一反相關(guān)系。
4.如權(quán)利要求2所述的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述的數(shù)字模擬多個(gè)第一控制信號(hào)分別具有不同相位，以及所述的多個(gè)第二控制信號(hào)分別具有不同相位。
5.如權(quán)利要求2所述的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述的數(shù)字模擬多個(gè)第一開關(guān)模塊中處于開啟狀態(tài)的開關(guān)模塊個(gè)數(shù)系對應(yīng)于所述的多個(gè)第二開關(guān)模塊中處于關(guān)閉狀態(tài)的開關(guān)模塊個(gè)數(shù)。
6.一種數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述的方法包含提供一供應(yīng)電流；提供一第一組控制輸出信號(hào)以及一第二組控制輸出信號(hào)；依據(jù)所述的第一組控制輸出信號(hào)以及所述的第二組控制輸出信號(hào)來分流所述的供應(yīng)電流以產(chǎn)生一第一分流電流與一第二分流電流；以及依據(jù)所述的第一分流電流與所述的第二分流電流產(chǎn)生一模擬輸出信號(hào)，其中所述的模擬輸出信號(hào)的變化藉由所述的第一與第二分流電流大小所產(chǎn)生。
7.如權(quán)利要求6所述的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述的第一組控制輸出信號(hào)與所述的第二組控制輸出信號(hào)分別包含有多個(gè)第一控制信號(hào)與多個(gè)第二控制信號(hào)，所述的多個(gè)第一控制信號(hào)系分別對應(yīng)所述的多個(gè)第二控制信號(hào)且為反相關(guān)系。
8.如權(quán)利要求6所述的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述的數(shù)字模擬第一組控制輸出信號(hào)與所述的第二組控制輸出信號(hào)分別包含有多個(gè)第一控制信號(hào)與多個(gè)第二控制信號(hào)，所述的多個(gè)第一控制信號(hào)分別具有不同相位，以及所述的多個(gè)第二控制信號(hào)分別具有不同相位。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換裝置及其方法，該電流輸出裝置包含一電流源、一信號(hào)產(chǎn)生電路以及多個(gè)分流電路。該電流源系用以輸出一供應(yīng)電流。該信號(hào)產(chǎn)生電路系分別產(chǎn)生一第一組控制輸出信號(hào)以及一第二組控制輸出信號(hào)。該多個(gè)分流電路包含有至少一第一分流電路以及至少一第二分流電路，其中，該第一組控制輸出信號(hào)與該第二組控制輸出信號(hào)系用以分流該供應(yīng)電流以產(chǎn)一第一分流電流與一第二分流電流。第一與第二分流電流系用以產(chǎn)生模擬輸出信號(hào)，藉由第一與第二分流電流大小決定所產(chǎn)生模擬輸出信號(hào)的變化。
文檔編號(hào)H03M1/66GK102386927SQ20101027792
公開日2012年3月21日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者蔡志厚, 許智淵 申請人:揚(yáng)智科技股份有限公司