電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置，包括相連接的偏置數(shù)模轉(zhuǎn)換器和數(shù)字邏輯控制單元，所述偏置數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端連接待校正數(shù)模轉(zhuǎn)換器后，通過(guò)選通開(kāi)關(guān)分別連接第一電流比較器和互換開(kāi)關(guān)，其中第一電流比較器的輸出端連接所述的數(shù)字邏輯控制單元，互換開(kāi)關(guān)通過(guò)電流減法器，經(jīng)第二電流比較器后連接數(shù)字邏輯控制單元，并且數(shù)字邏輯控制單元的控制端連接至所述互換開(kāi)關(guān)的控制端。本發(fā)明通過(guò)具有選通窗口的方式來(lái)快速建立數(shù)模轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)，大幅度優(yōu)化了數(shù)模轉(zhuǎn)換器在數(shù)字校正過(guò)程中校正時(shí)間和功耗的消耗，克服了在數(shù)字校正過(guò)程中校正時(shí)間和功耗的消耗過(guò)大的問(wèn)題，有效拓展了數(shù)模轉(zhuǎn)換器的快速建立以及低功耗的應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于數(shù)模轉(zhuǎn)換【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的講是具有快速數(shù)字校正技術(shù)的電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置。
【背景技術(shù)】 [0002]在數(shù)字信號(hào)處理以及通信系統(tǒng)中，許多模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)被集成在一塊系統(tǒng)芯片中。數(shù)模轉(zhuǎn)換器(Digital-to-analog converters, DACs)成為限制整個(gè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換速度與精度的模塊。電流舵結(jié)構(gòu)數(shù)模轉(zhuǎn)換器由于使用電流驅(qū)動(dòng)，只受電流開(kāi)關(guān)速度的影響，因而在高速高精度應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用。目前在設(shè)計(jì)高速高精度電流舵DACs中，提高線性度最直接的方法是使用大尺寸晶體管來(lái)增加版圖匹配精度。但是隨著電流舵DACs轉(zhuǎn)換精度的增加，版圖面積也急劇增加，轉(zhuǎn)換精度每增加一位，版圖面積增加4倍。與此同時(shí)，復(fù)雜的走線以及線間的寄生電容，也極大地限制了 DACs的性能。因此，通常的做法是通過(guò)數(shù)字校正的方式以有效的解決轉(zhuǎn)換精度和芯片面積相沖突的問(wèn)題。其中逐次逼近的數(shù)字校正方式是目前最常用的DACs校正方式。在使用數(shù)字校正后，電流舵的面積成比例減小，而芯片性能則保持不變，這是所希望看到的效果。
[0003]傳統(tǒng)的數(shù)字校正DACs結(jié)構(gòu)如圖1所示。在圖1中，電路系統(tǒng)包括待校正DACslOl，電流比較器102，數(shù)字邏輯控制單元103，以及偏置DAC104。待校正DACslOl的基準(zhǔn)電流輸出端I,ef連接到電流比較器102的正向輸入端，待校正DACslOl的待校正電流輸出端Isu連接到電流比較器102的反向輸入端，電流比較器102的輸出端連接到數(shù)字邏輯控制單元103，數(shù)字邏輯控制單元103的輸出端連接到偏置DAC104的輸入端，偏置DAC104的輸出端連接到待校正DACslOl。
[0004]圖1中傳統(tǒng)數(shù)字校正電路工作原理如附圖2所示。設(shè)校正電路的最大校正范圍為
I。。在第一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，比較器進(jìn)行一次基準(zhǔn)電流Iref和待校正電流IM，比較。如果基準(zhǔn)電流Iref大于待校正電流Isu，則校正碼記為邏輯值I，待校正電流Isu加上1。/2，否則寄存器地址記為邏輯值0，待校正電流Isu減去1。/2 ;第二個(gè)周期，新產(chǎn)生的校正電流Isu為上一個(gè)周期的待校正電流值加上或減去1。/2，此時(shí)新產(chǎn)生的校正電流Isu和基準(zhǔn)電流Iref比較，若小于基準(zhǔn)電流Iref，則新產(chǎn)生的校正電流Isu加上1。/4，寄存器下一個(gè)地址記為邏輯值1，否則減去加上1。/4，寄存器下一個(gè)地址記為邏輯值O。以此類(lèi)推，直到比較周期結(jié)束，得到全部的寄存器地址，此時(shí)待校正電流Isu已非常接近基準(zhǔn)電流IMf。在電路正常工作時(shí)，輸出的最終電流為校正前的電流和從寄存器對(duì)應(yīng)的地址中讀出控制碼所對(duì)應(yīng)的電流。經(jīng)校正后，基準(zhǔn)電流IMf和待校正電流Isu的關(guān)系為:
[0005]I
【權(quán)利要求】
1.電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置，包括相連接的偏置數(shù)模轉(zhuǎn)換器(306)和數(shù)字邏輯控制單元(305)，其特征為:所述偏置數(shù)模轉(zhuǎn)換器(306)的輸出端連接待校正數(shù)模轉(zhuǎn)換器(201)后，通過(guò)選通開(kāi)關(guān)分別連接第一電流比較器(301)和互換開(kāi)關(guān)(302)，其中第一電流比較器(301)的輸出端連接所述的數(shù)字邏輯控制單元(305)，互換開(kāi)關(guān)(302)通過(guò)電流減法器(303)，經(jīng)第二電流比較器(304 )后連接數(shù)字邏輯控制單元(305 )，并且數(shù)字邏輯控制單元(305 )的控制端連接至所述互換開(kāi)關(guān)(302)的控制端。
2.如權(quán)利要求1所述的電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置，其特征為:待校正數(shù)模轉(zhuǎn)換器(201)的基準(zhǔn)電流輸出端(IMf)通過(guò)第一選通開(kāi)關(guān)(Kl)連接第一電流比較器(301)的正向輸入端，通過(guò)第三選通開(kāi)關(guān)(K3)連接互換開(kāi)關(guān)(302)的第一輸入端(INl)。
3.如權(quán)利要求1所述的電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置，其特征為:待校正數(shù)模轉(zhuǎn)換器(201)的待校正電流輸出端(Isu)通過(guò)第二選通開(kāi)關(guān)(K2)連接第一電流比較器(301)的反向輸入端，通過(guò)第四選通開(kāi)關(guān)(K4)連接互換開(kāi)關(guān)(302)的第二輸入端(IN2)。
4.如權(quán)利要求1所述的電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置，其特征為:所述電流減法器(303)的輸出端連接第二電流比較器(304)的反向輸入端，第二電流比較器(304)的正向輸入端接窗口電流(Iwin)。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的電流舵數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置，其特征為:互換開(kāi)關(guān)(302)通過(guò)兩個(gè)輸出端分別連接電流減法器(303)的正向輸入端和反向輸入端。
【文檔編號(hào)】H03M1/66GK103546157SQ201310504174
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】吳克軍, 李亮, 金興杰, 朱馬, 于奇, 寧寧, 吳霜毅 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)