数模转换器输出电路及数模转换器的制作方法

本申请涉及电子电路，具体而言，涉及一种数模转换器输出电路及数模转换器。

背景技术：

1、数模转换器(digital analog converter，简称dac)是一种将二进制数字量形式的离散信号转换成以标准量(或参考量)为基准的模拟量的转换器。电压输出型数模转换器是输出信号为电压信号的一种数模转换器。电压输出型数模转换器的一种实现中包括数模转换电路、输出电路以及负载电路，数字信号首先经过数模转换电路转换为模拟电流信号，再由输出电路将模拟电流信号转换为模拟电压信号并输出至负载电路中。

2、若该转换器需要支持模拟正压信号以及模拟负压信号的输出，在现有技术中，输出电路中需设置两级跨阻放大器用来输出模拟正压信号以及模拟负压信号，同时，各级跨阻放大器与输出电路的输出端口之间均设置开关。

3、但是，现有技术中的两级跨阻放大器会导致输出电路的功耗过大，且会增加输出电路的面积以及成本，同时，跨阻放大器与输出端口之间的开关会产生压降，从而导致输出电路输出的模拟电压信号出现偏差。

技术实现思路

1、本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种数模转换器输出电路及数模转换器，以解决现有技术中数模转换器功耗过大以及模拟电压信号出现偏差的问题。

2、为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

3、第一方面，本申请提供一种数模转换器输出电路，包括：第一开关单元、第二开关单元、电流反向单元以及跨阻放大单元；

4、所述第一开关单元的第一端用于接入模拟电流信号，所述第一开关单元的第二端与所述跨阻放大单元的输入端连接；

5、所述第二开关单元的第一端用于接入所述模拟电流信号，所述第二开关单元的第二端与所述电流反向单元的第一端连接，所述第二开关单元的第三端与所述电流反向单元的第二端连接，所述第二开关单元的第四端与所述跨阻放大单元的输入端连接；

6、所述跨阻放大单元用于在所述第一开关单元导通时接入所述模拟电流信号并将所述模拟电流信号转换为模拟负压信号并输出；

7、所述电流反向单元用于在所述第二开关单元导通时接入所述模拟电流信号并向所述跨阻放大单元输出反向电流信号，所述跨阻放大单元还用于基于所述反向电流信号输出模拟正压信号。

8、作为一种可能的实现方式，所述第一开关单元包括：第一开关，所述第二开关单元包括：第二开关以及第三开关；

9、所述第二开关的一端用于接入所述模拟电流信号，所述第二开关的另一端与所述电流反向单元的第一端连接，所述第三开关的一端与所述电流反向单元的第二端连接，所述第三开关的另一端与所述跨阻放大单元的输入端连接。

10、作为一种可能的实现方式，所述电流反向单元工作电压低于所述跨阻放大单元的输入端电压。

11、作为一种可能的实现方式，所述电流反向单元包括：电流镜以及负电荷泵；

12、所述电流镜的输入端与所述第二开关的另一端连接，所述电流镜的输出端与所述第三开关的一端连接，所述电流镜的供电端与所述负电荷泵连接；

13、所述负电荷泵用于向所述电流镜供电，所述电流镜用于在第二开关导通时从所述电流镜的输入端接入所述模拟电流信号，从所述电流镜的输出端输出反向电流信号，并经由导通的第三开关将所述反向电流信号输出至所述跨阻放大单元。

14、第二方面，本申请提供一种数模转换器，数模转换电路及上述第一方面所述的数模转换器输出电路；

15、所述数模转换电路的输出端与所述数模转换器输出电路的输入端连接，所述数模转换器输出电路的输出端与负载电路连接；

16、所述数模转换电路用于向所述数模转换器输出电路输出模拟电流信号，所述数模转换器输出电路经由输出端向所述负载电路输出模拟电压信号。

17、作为一种可能的实现方式，所述数模转换器还包括：至少一个电流镜模块，所述电流镜模块用于接收所述数模转换电路输出的模拟电流信号，并向至少一个所述数模转换器输出电路输出正向模拟电流信号；

18、所述电流镜模块中包括第一电流镜以及至少一个第二电流镜；

19、所述第一电流镜工作电压低于所述第二电流镜工作电压。

20、作为一种可能的实现方式，所述数模转换器包括一个电流镜模块，所述电流镜模块包括一个所述第一电流镜及一个所述第二电流镜，所述第一电流镜的输出端与所述第二电流镜的输入端连接，所述第二电流镜的输出端与至少一个数模转换器输出电路的输入端分别连接，以向所述数模转换器输出电路输出正向模拟电流信号。

21、作为一种可能的实现方式，所述数模转换器包括一个电流镜模块，所述电流镜模块包括一个所述第一电流镜及两个或以上所述第二电流镜，所述第一电流镜的输出端与各所述第二电流镜的输入端分别连接，各所述第二电流镜的输出端与至少一个数模转换器输出电路的输入端分别连接，以向各所述数模转换器输出电路输出正向模拟电流信号。

22、作为一种可能的实现方式，所述数模转换器包括两个及以上电流镜模块，各所述电流镜模块包括第一电流镜以及至少一个第二电流镜，各电流镜模块包含的所述第一电流镜的输出端与各所述第二电流镜的输入端分别连接；

23、各所述电流镜模块依次串接，任一前置电流镜模块的第二电流镜输出端与至少一个后置电流镜模块的第一电流镜输入端连接；

24、依次串接的所述电流镜模块中的首个电流镜模块的第一电流镜用于接入所述模拟电流信号，最后一个电流镜模块中各第二电流镜的输出端与至少一个所述数模转换器输出电路的输入端分别连接，以向所述数模转换器输出电路输出正向模拟电流信号。

25、作为一种可能的实现方式，所述数模转换电路为电流数模转换电路或电阻数模转换电路。

26、本申请所述提供的数模转换器输出电路及数模转换器，数模转换器输出电路中包括第一开关单元、第二开关单元、电流反向单元以及跨阻放大单元，当需要输出模拟负压信号时，可以通过导通第一开关单元以及断开第二开关单元，使得模拟电流信号直接流入跨阻放大单元并转换为模拟负压信号输出。当需要输出正压信号时，可以通过导通第二开关单元以及断开第一开关单元，使得模拟电流信号流入电流反向单元以获得反向电流信号，进而使得跨阻放大单元基于反向电路进行转换得到模拟正压信号并输出。由于输出电路中仅使用一个跨阻放大单元即可进行模拟正压信号和模拟负压信号的输出，因此可以极大减小输出电路的功耗，同时避免输出电路的面积和成本过高。另外，跨阻放大单元与输出端口之间无需设置开关，因此可以避免跨阻放大单元的输出电压与输出端口的输出电压的偏差，进而能够保证跨阻放大单元的环路稳定性，提高输出电路的输出准确性以及可靠性。

技术特征：

1.一种数模转换器输出电路，其特征在于，包括：第一开关单元、第二开关单元、电流反向单元以及跨阻放大单元；

2.根据权利要求1所述的数模转换器输出电路，其特征在于，所述第一开关单元包括：第一开关，所述第二开关单元包括：第二开关以及第三开关；

3.根据权利要求2所述的数模转换器输出电路，其特征在于，所述电流反向单元工作电压低于所述跨阻放大单元的输入端电压。

4.根据权利要求3所述的数模转换器输出电路，其特征在于，所述电流反向单元包括：电流镜以及负电荷泵；

5.一种数模转换器，其特征在于，包括：数模转换电路及权利要求1-4任一项所述的数模转换器输出电路；

6.根据权利要求5所述的数模转换器，其特征在于，所述数模转换器还包括：至少一个电流镜模块，所述电流镜模块用于接收所述数模转换电路输出的模拟电流信号，并向至少一个所述数模转换器输出电路输出正向模拟电流信号；

7.根据权利要求6所述的数模转换器，其特征在于，所述数模转换器包括一个电流镜模块，所述电流镜模块包括一个所述第一电流镜及一个所述第二电流镜，所述第一电流镜的输出端与所述第二电流镜的输入端连接，所述第二电流镜的输出端与至少一个数模转换器输出电路的输入端分别连接，以向所述数模转换器输出电路输出正向模拟电流信号。

8.根据权利要求6所述的数模转换器，其特征在于，所述数模转换器包括一个电流镜模块，所述电流镜模块包括一个所述第一电流镜及两个或以上所述第二电流镜，所述第一电流镜的输出端与各所述第二电流镜的输入端分别连接，各所述第二电流镜的输出端与至少一个数模转换器输出电路的输入端分别连接，以向各所述数模转换器输出电路输出正向模拟电流信号。

9.根据权利要求6所述的数模转换器，其特征在于，所述数模转换器包括两个及以上电流镜模块，各所述电流镜模块包括第一电流镜以及至少一个第二电流镜，各电流镜模块包含的所述第一电流镜的输出端与各所述第二电流镜的输入端分别连接；

10.根据权利要求5所述的数模转换器，其特征在于，所述数模转换电路为电流数模转换电路或电阻数模转换电路。

技术总结
本申请提供了一种数模转换器输出电路及数模转换器，输出电路包括：第一开关单元、第二开关单元、电流反向单元以及跨阻放大单元；第一开关单元的第一端用于接入模拟电流信号，第一开关单元的第二端与跨阻放大单元的输入端连接；第二开关单元的第一端用于接入模拟电流信号，第二开关单元的第二端与电流反向单元的第一端连接，第二开关单元的第三端与电流反向单元的第二端连接，第二开关单元的第四端与跨阻放大单元的输入端连接。该申请可以极大的减小输出电路的功耗，还可以避免跨阻放大单元的输出电压与输出端口的输出电压的偏差。

技术研发人员：陶永红
受保护的技术使用者：上海米硅科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13