【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于集成电路，特别涉及一种高线性度的数模转换器。
技术介绍
1、数模转换器（digital to analog converter，简称dac）是将数字信号转换为模拟信号的信号转换器，广泛应用于信号处理领域。
2、数模转换器有多种类型，电流舵型数模转换器是其中较常见的一种结构，具有匹配精度高、响应速度快的优势，在高速且对匹配性要求较高的电路中有着广泛的应用，并且电流舵型数模转换器的能量利用率较高，当对输出信号进行差分利用时几乎能将所有的能量输出。
3、然而，常规的电流舵型数模转换器使用电流值成二进制倍数关系的电流源阵列，由于电流源受限于电阻值的匹配精度，由于工艺、光刻等原因导致电阻值并不完全相同的时候，进而不可避免的存在着失配，直接影响到数模转换的线性度。数模转换器所能达到的线性度，一定程度上取决于电流源的失配误差。因此，如何降低电流源阵列的电流失配，进而提高数模转换器的线性度是急需解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提出一种高线性度的数模转换器，通过引入动态元件匹配电路将二进制数字输入信号转换为伪随机温度计码控制信号输出，将传统的电流值成二进制倍数关系的电流源阵列转换为电流值为单一值的电流源，并用伪随机温度计码控制信号进行控制，由于上述数模转换器将传统的电流值成二进制倍数关系的电流源阵列转换为电流值为单一值的电流源，并通过使用交叉点调整过的伪随机温度计码控制信号进行选择，使得电流失配相对较小，电流源间失配转化为伪
2、为了实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术公开了一种高线性度的数模转换器，所述数模转换器包括动态元件匹配电路、交叉点调整电路、电流源阵列、开关电路、比较器模块、负载电阻模块与反馈电阻模块；
4、所述动态元件匹配电路的一端接入数字输入信号，所述动态元件匹配电路的另一端与所述交叉点调整电路的一端相连，所述交叉点调整电路的另一端与所述开关电路的一端相连，所述开关电路还与所述电流源阵列、所述负载电阻模块和所述比较器模块的反向输入端相连，所述比较器模块的输出端与所述反馈电阻模块的一端相连，所述反馈电阻模块的另一端分别与所述比较器模块的反向输入端和负载电阻模块的一端相连；
5、所述动态元件匹配电路将二进制码的所述数字输入信号转换为伪随机温度计码的控制信号，所述交叉点调整电路将所述控制信号调整后输入所述开关电路以控制所述开关电路。
6、可选的：所述二进制码的数字输入信号为d<i-1:0>，包括d<0>~ d<i-1>的i个信号，所述i为大于等于2的自然数。
7、可选的：所述动态元件匹配电路将i位二进制码的数字输入信号d<i-1:0>转换为2i-1位伪随机温度计码控制信号k<2i-1:1>，假设第m次转换后k<2i-1:1>的首次多个连续位为1，连续位的最后一位为k<j>，则在第m+1次转换时，若d<i-1:0>对应的十进制数为p，j+p小于等于2i-1时，k<2i-1:1>的k<j+1:j+p>位为1，其余位为0，j+p大于2i-1时，则k<2i-1:1>的k<j+1: 2i-1>及k<1: j+p-2i+1>为1，其余位为0，其中m为大于等于1的自然数。
8、可选的：所述交叉点调整电路将伪随机温度计码控制信号k<2i-1:1>通过级联的n管和p管构成反相电路的交叉点调整电路转换为同相控制信号q<2i-1:1>及反相控制信号qb<2i-1:1>，且输出信号q<2i-1:1>和qb<2i-1:1>的交叉点低于共模电压。
9、可选的：所述电流源阵列包括2i-1个电流值相同的电流源i，所述开关电路包括2i-1对开关，每个所述电流源i的一端接每对开关，每对开关分别用控制信号q<n>和qb<n>控制，所述用控制信号qb<n>控制的开关的另一端相连并与负载电阻r00相接，所述用控制信号q<n>控制的开关的另一端相连并与负载电阻r0和所述比较器模块的反向输入端相接，所述n为1到2i-1的自然数。
10、可选的：所述比较器模块包括基于运算放大器的比较器，所述比较器包括正相输入端、反相输入端与输出端，其中正向输入端接入参考电压vref，反相输入端分别与开关电路、反馈电阻模块的一端和负载电阻模块的一端相连。
11、可选的：所述负载电阻模块包括电阻阻值相等的负载电阻r0和负载电阻r00，所述负载电阻r0一端分别与所述开关电路和所述比较器的反向输入端相连，所述负载电阻r00的一端与所述开关电路相连，所述负载电阻r0和所述负载电阻r00的另一端接地。
12、可选的：所述反馈电阻模块包括反馈电阻r1，所述反馈电阻r1的一端与所述比较器的输入端相连，所述反馈电阻r1的另一端与所述比较器的反向输入端相连。
13、可选的：所述数模转换器的输出电压vout为：
14、
15、其中，为参考电压的电压值，为反馈电阻r1的电阻值，为负载电阻r0的电阻值，为电流源i的电流值，为数字输入信号d<n>的数值，n为从0到i-1的自然数。
16、本专利技术的有益效果如下：
17、本专利技术提出了一种高线性度的数模转换器，该数模转换器包括动态元件匹配电路、交叉点调整电路、电流源阵列、开关电路、比较器模块、负载电阻模块与反馈电阻模块，动态元件匹配电路一端接入数字输入信号，动态元件匹配电路的另一端与交叉点调整电路的一端相连，交叉点调整电路的另一端与开关电路的一端相连，开关电路的一端与电流源阵列相连，一端接负载电阻中的一个，另一端与比较器模块的反向输入端相连，比较器模块的输出端与反馈电阻模块的一端相连，反馈电阻模块的另一端分别与比较器模块的反向输入端和负载电阻模块的一端相连，动态元件匹配电路将二进制码的数字输入信号转换为一种伪随机温度计码控制信号，并经过交叉点调整电路后用于控制开关电路。上述数模转换器将传统的电流值成二进制倍数关系的电流源阵列转换为电流值为单一值的电流源，并通过使用交叉点调整过的伪随机温度计码控制信号进行选择，使得电流失配相对较小，电流源间失配转化为伪随机噪声，进而有效的提高数模转换器的线性度。
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1.一种高线性度的数模转换器，其特征在于：所述数模转换器包括动态元件匹配电路、交叉点调整电路、电流源阵列、开关电路、比较器模块、负载电阻模块与反馈电阻模块；
2.如权利要求1所述的高线性度的数模转换器，其特征在于：所述二进制码的数字输入信号为D<i-1:0>，包括D<0>~ D<i-1>的i个信号，所述i为大于等于2的自然数。
3.如权利要求2所述的高线性度的数模转换器，其特征在于：所述动态元件匹配电路将i位二进制码的数字输入信号D<i-1:0>转换为2i-1位伪随机温度计码控制信号K<2i-1:1>，假设第m次转换后K<2i-1:1>的首次多个连续位为1，连续位的最后一位为K<j>，则在第m+1次转换时，若D<i-1:0>对应的十进制数为p，j+p小于等于2i-1时，K<2i-1:1>的K<j+1:j+p>位为1，其余位为0，j+p大于2i-1时，则K<2i-1:1>的K<j+1: 2i-1>及K< 1:
4.如权利要求3所述的高线性度的数模转换器，其特征在于：所述交叉点调整电路将伪随机温度计码控制信号K<2i-1:1>通过级联的N管和P管构成反相电路的交叉点调整电路转换为同相控制信号Q<2i-1:1>及反相控制信号QB<2i-1:1>，且输出信号Q<2i-1:1>和QB<2i-1:1>的交叉点低于共模电压。
5.如权利要求4所述的高线性度的数模转换器，其特征在于：所述电流源阵列包括2i-1个电流值相同的电流源I，所述开关电路包括2i-1对开关，每个所述电流源I的一端接每对开关，每对开关分别用控制信号Q<n>和QB<n>控制，所述用控制信号QB<n>控制的开关的另一端相连并与负载电阻R00相接，所述用控制信号Q<n>控制的开关的另一端相连并与负载电阻R0和所述比较器模块的反向输入端相接，所述n为1到2i-1的自然数。
6.如权利要求1-5中任一项所述的高线性度的数模转换器，其特征在于：所述比较器模块包括基于运算放大器的比较器，所述比较器包括正相输入端、反相输入端与输出端，其中正向输入端接入参考电压Vref，反相输入端分别与开关电路、反馈电阻模块的一端和负载电阻模块的一端相连。
7.如权利要求6所述的高线性度的数模转换器，其特征在于：所述负载电阻模块包括电阻阻值相等的负载电阻R0和负载电阻R00，所述负载电阻R0一端分别与所述开关电路和所述比较器的反向输入端相连，所述负载电阻R00的一端与所述开关电路相连，所述负载电阻R0和所述负载电阻R00的另一端接地。
8.如权利要求7所述的高线性度的数模转换器，其特征在于：所述反馈电阻模块包括反馈电阻R1，所述反馈电阻R1的一端与所述比较器的输入端相连，所述反馈电阻R1的另一端与所述比较器的反向输入端相连。
9.如权利要求8所述的高线性度的数模转换器，其特征在于：所述数模转换器的输出电压Vout为：
...【技术特征摘要】
1.一种高线性度的数模转换器，其特征在于：所述数模转换器包括动态元件匹配电路、交叉点调整电路、电流源阵列、开关电路、比较器模块、负载电阻模块与反馈电阻模块；
2.如权利要求1所述的高线性度的数模转换器，其特征在于：所述二进制码的数字输入信号为d<i-1:0>，包括d<0>~ d<i-1>的i个信号，所述i为大于等于2的自然数。
3.如权利要求2所述的高线性度的数模转换器，其特征在于：所述动态元件匹配电路将i位二进制码的数字输入信号d<i-1:0>转换为2i-1位伪随机温度计码控制信号k<2i-1:1>，假设第m次转换后k<2i-1:1>的首次多个连续位为1，连续位的最后一位为k<j>，则在第m+1次转换时，若d<i-1:0>对应的十进制数为p，j+p小于等于2i-1时，k<2i-1:1>的k<j+1:j+p>位为1，其余位为0，j+p大于2i-1时，则k<2i-1:1>的k<j+1: 2i-1>及k< 1: j+p-2i+1>为1，其余位为0，其中m为大于等于1的自然数。
4.如权利要求3所述的高线性度的数模转换器，其特征在于：所述交叉点调整电路将伪随机温度计码控制信号k<2i-1:1>通过级联的n管和p管构成反相电路的交叉点调整电路转换为同相控制信号q<2i-1:1>及反相控制信号qb<2i-1:1>，且输出信号q<2i-1:1>和qb<...
【专利技术属性】
技术研发人员：王海冬，欧书俊，冯学梅，梁晓伟，
申请(专利权)人：南京创芯慧联技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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