电流舵数模转换装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及电流舵数模转换装置，包括相连接的偏置数模转换器和数字逻辑控制单元，所述偏置数模转换器的输出端连接待校正数模转换器后，通过选通开关分别连接第一电流比较器和互换开关，其中第一电流比较器的输出端连接所述的数字逻辑控制单元，互换开关通过电流减法器，经第二电流比较器后连接数字逻辑控制单元，并且数字逻辑控制单元的控制端连接至所述互换开关的控制端。本发明通过具有选通窗口的方式来快速建立数模转换器结构，大幅度优化了数模转换器在数字校正过程中校正时间和功耗的消耗，克服了在数字校正过程中校正时间和功耗的消耗过大的问题，有效拓展了数模转换器的快速建立以及低功耗的应用。
【专利说明】电流舵数模转换装置
【技术领域】
[0001]本发明属于数模转换【技术领域】，具体的讲是具有快速数字校正技术的电流舵数模转换装置。
【背景技术】 [0002]在数字信号处理以及通信系统中，许多模拟信号和数字信号被集成在一块系统芯片中。数模转换器(Digital-to-analog converters, DACs)成为限制整个系统转换速度与精度的模块。电流舵结构数模转换器由于使用电流驱动，只受电流开关速度的影响，因而在高速高精度应用中得到了广泛的应用。目前在设计高速高精度电流舵DACs中，提高线性度最直接的方法是使用大尺寸晶体管来增加版图匹配精度。但是随着电流舵DACs转换精度的增加，版图面积也急剧增加，转换精度每增加一位，版图面积增加4倍。与此同时，复杂的走线以及线间的寄生电容，也极大地限制了 DACs的性能。因此，通常的做法是通过数字校正的方式以有效的解决转换精度和芯片面积相冲突的问题。其中逐次逼近的数字校正方式是目前最常用的DACs校正方式。在使用数字校正后，电流舵的面积成比例减小，而芯片性能则保持不变，这是所希望看到的效果。
[0003]传统的数字校正DACs结构如图1所示。在图1中，电路系统包括待校正DACslOl，电流比较器102，数字逻辑控制单元103，以及偏置DAC104。待校正DACslOl的基准电流输出端I,ef连接到电流比较器102的正向输入端，待校正DACslOl的待校正电流输出端Isu连接到电流比较器102的反向输入端，电流比较器102的输出端连接到数字逻辑控制单元103，数字逻辑控制单元103的输出端连接到偏置DAC104的输入端，偏置DAC104的输出端连接到待校正DACslOl。
[0004]图1中传统数字校正电路工作原理如附图2所示。设校正电路的最大校正范围为
I。。在第一个时钟周期内，比较器进行一次基准电流Iref和待校正电流IM，比较。如果基准电流Iref大于待校正电流Isu，则校正码记为逻辑值I，待校正电流Isu加上1。/2，否则寄存器地址记为逻辑值0，待校正电流Isu减去1。/2 ;第二个周期，新产生的校正电流Isu为上一个周期的待校正电流值加上或减去1。/2，此时新产生的校正电流Isu和基准电流Iref比较，若小于基准电流Iref，则新产生的校正电流Isu加上1。/4，寄存器下一个地址记为逻辑值1，否则减去加上1。/4，寄存器下一个地址记为逻辑值O。以此类推，直到比较周期结束，得到全部的寄存器地址，此时待校正电流Isu已非常接近基准电流IMf。在电路正常工作时，输出的最终电流为校正前的电流和从寄存器对应的地址中读出控制码所对应的电流。经校正后，基准电流IMf和待校正电流Isu的关系为:
[0005]I
【权利要求】
1.电流舵数模转换装置，包括相连接的偏置数模转换器(306)和数字逻辑控制单元(305)，其特征为:所述偏置数模转换器(306)的输出端连接待校正数模转换器(201)后，通过选通开关分别连接第一电流比较器(301)和互换开关(302)，其中第一电流比较器(301)的输出端连接所述的数字逻辑控制单元(305)，互换开关(302)通过电流减法器(303)，经第二电流比较器(304 )后连接数字逻辑控制单元(305 )，并且数字逻辑控制单元(305 )的控制端连接至所述互换开关(302)的控制端。
2.如权利要求1所述的电流舵数模转换装置，其特征为:待校正数模转换器(201)的基准电流输出端(IMf)通过第一选通开关(Kl)连接第一电流比较器(301)的正向输入端，通过第三选通开关(K3)连接互换开关(302)的第一输入端(INl)。
3.如权利要求1所述的电流舵数模转换装置，其特征为:待校正数模转换器(201)的待校正电流输出端(Isu)通过第二选通开关(K2)连接第一电流比较器(301)的反向输入端，通过第四选通开关(K4)连接互换开关(302)的第二输入端(IN2)。
4.如权利要求1所述的电流舵数模转换装置，其特征为:所述电流减法器(303)的输出端连接第二电流比较器(304)的反向输入端，第二电流比较器(304)的正向输入端接窗口电流(Iwin)。
5.如权利要求1至4之一所述的电流舵数模转换装置，其特征为:互换开关(302)通过两个输出端分别连接电流减法器(303)的正向输入端和反向输入端。
【文档编号】H03M1/66GK103546157SQ201310504174
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】吴克军, 李亮, 金兴杰, 朱马, 于奇, 宁宁, 吴霜毅 申请人:电子科技大学