电流加权电阻网络的制作方法

本发明涉及数模转换器，特别是涉及一种电流加权电阻网络。

背景技术：

1、对于一个数模转换器，其实现的功能是输出一个随数字信号输入而成比例关系的电压或电流输出信号。常用的实现该比例关系的方法有很多，可以直接接入二进制的电流源，也可以用一连串的电阻分压来实现，还可以用r-2r结构。但这些方法随着对数模转换器位数要求的提高，需要的器件数量也会不断增加，电路复杂程度随之增大，同时，匹配也会成为一个影响比例系数精度的重要影响因素。

2、因此，目前亟需一种简单高效地实现数模转换器电流加权的技术方案。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种数模转换器电流加权技术方案，基于电阻的串并联及电阻阻值的调节设计电流加权电阻网络，再配合对应的由数字信号控制的开关电流源，简单高效地实现对数字信号控制电流源的比例加权操作，精确控制输出电流信号的大小，对应结构简单、匹配程度好、精度高。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案如下。

3、一种电流加权电阻网络，用于数模转换器中电流的比例加权操作，所述数模转换器包括m×n位数字信号，所述电流加权电阻网络包括：

4、加权电阻主支路，所述加权电阻主支路包括第一加权电阻及m个第二加权电阻，所述第一加权电阻的一端接电源电压，所述第一加权电阻的另一端经依次串接的m个所述第二加权电阻后输出加权电流，所述第一加权电阻与第一个所述第二加权电阻的公共端记为第一节点，相邻两个所述第二加权电阻的公共端记为第二节点；

5、加权电阻副支路，所述加权电阻副支路包括第三加权电阻，m-1条所述加权电阻副支路的一端分别接所述电源电压，m-1条所述加权电阻副支路的另一端与m-1个所述第二节点一一对应连接；

6、其中，m、n分别为大于或者等于1的整数，所述第一节点及m-1个所述第二节点与m个开关电流源一一对应连接，所述开关电流源包括n条开关电流源支路，所述开关电流源支路包括电流源及与所述电流源串接的开关，当n大于1时所述开关电流源中的n条所述开关电流源支路并联设置以汇流，m×n条所述开关电流源支路中所述开关的控制端与m×n位所述数字信号一一对应连接。

7、可选地，在所述开关电流源内部，第i条所述开关电流源支路中所述电流源的输出电流为2(i-1)×i0，i为1～n的整数，i0为基准电流。

8、可选地，所述第一加权电阻、所述第二加权电阻及所述第三加权电阻之间满足如下关系式：

9、

10、其中，r1表示所述第一加权电阻，r2表示所述第二加权电阻，r3表示所述第三加权电阻。

11、可选地，m为3，n为3，r1＝r2/7，r3＝8r2/49，所述开关电流源包括3条并联设置的所述开关电流源支路，在所述开关电流源内部，3条所述开关电流源支路中所述电流源的输出电流依次为i0、2i0及4i0。

12、可选地，m为2，n为4，r1＝r2/15，r3＝16r2/225，所述开关电流源包括4条并联设置的所述开关电流源支路，在所述开关电流源内部，4条所述开关电流源支路中所述电流源的输出电流依次为i0、2i0、4i0及8i0。

13、可选地，m为4，n为2，r1＝r2/3，r3＝4r2/9，所述开关电流源包括2条并联设置的所述开关电流源支路，在所述开关电流源内部，2条所述开关电流源支路中所述电流源的输出电流依次为i0及2i0。

14、可选地，m为1，n为3，r1＝r2/7，所述开关电流源包括3条并联设置的所述开关电流源支路，在所述开关电流源内部，3条所述开关电流源支路中所述电流源的输出电流依次为i0、2i0及4i0。

15、可选地，m为3，n为1，r1＝r2，r3＝2r2，所述开关电流源包括1条所述开关电流源支路，在所述开关电流源内部，所述开关电流源支路中所述电流源的输出电流为i0。

16、如上所述，本发明提供的电流加权电阻网络，至少具有以下有益效果：

17、结合加权电阻主支路与加权电阻副支路设计电流加权电阻网络，基于第一加权电阻、第二加权电阻及第三加权电阻的串并联及对应阻值的调节，设计电流加权电阻网络，再配合接入对应的由数字信号控制的开关电流源，就能简单高效地实现对数字信号控制电流源的比例加权操作，精确控制输出电流信号的大小，对应结构简单、用到的电阻数量较少，匹配程度好、比例加权输出控制精度高，将其应用到数模转换器时能有效提升数模转换器的性能，尤其适用于位数较高的数模转换器。

技术特征：

1.一种电流加权电阻网络，其特征在于，用于数模转换器中电流的比例加权操作，所述数模转换器包括m×n位数字信号，所述电流加权电阻网络包括：

2.根据权利要求1所述的电流加权电阻网络，其特征在于，在所述开关电流源内部，第i条所述开关电流源支路中所述电流源的输出电流为2(i-1)×i0，i为1～n的整数，i0为基准电流。

3.根据权利要求2所述的电流加权电阻网络，其特征在于，所述第一加权电阻、所述第二加权电阻及所述第三加权电阻之间满足如下关系式：

4.根据权利要求3所述的电流加权电阻网络，其特征在于，m为3，n为3，r1＝r2/7，r3＝8r2/49，所述开关电流源包括3条并联设置的所述开关电流源支路，在所述开关电流源内部，3条所述开关电流源支路中所述电流源的输出电流依次为i0、2i0及4i0。

5.根据权利要求3所述的电流加权电阻网络，其特征在于，m为2，n为4，r1＝r2/15，r3＝16r2/225，所述开关电流源包括4条并联设置的所述开关电流源支路，在所述开关电流源内部，4条所述开关电流源支路中所述电流源的输出电流依次为i0、2i0、4i0及8i0。

6.根据权利要求3所述的电流加权电阻网络，其特征在于，m为4，n为2，r1＝r2/3，r3＝4r2/9，所述开关电流源包括2条并联设置的所述开关电流源支路，在所述开关电流源内部，2条所述开关电流源支路中所述电流源的输出电流依次为i0及2i0。

7.根据权利要求3所述的电流加权电阻网络，其特征在于，m为1，n为3，r1＝r2/7，所述开关电流源包括3条并联设置的所述开关电流源支路，在所述开关电流源内部，3条所述开关电流源支路中所述电流源的输出电流依次为i0、2i0及4i0。

8.根据权利要求3所述的电流加权电阻网络，其特征在于，m为3，n为1，r1＝r2，r3＝2r2，所述开关电流源包括1条所述开关电流源支路，在所述开关电流源内部，所述开关电流源支路中所述电流源的输出电流为i0。

技术总结
本发明提供一种电流加权电阻网络，电流加权电阻网络包括加权电阻主支路及加权电阻副支路，基于加权电阻主支路及加权电阻副支路中各个加权电阻的串并联及对应阻值的调节，设计电流加权电阻网络，再配合接入对应的由数字信号控制的开关电流源，就能简单高效地实现对数字信号控制电流源的比例加权操作，精确控制输出电流信号的大小，对应结构简单、用到的电阻数量较少，匹配程度好、比例加权输出控制精度高，将其应用到数模转换器时能有效提升数模转换器的性能，尤其适用于位数较高的数模转换器。

技术研发人员：白开全,臧剑栋,丁一,潘宇翔,付东兵,俞宙
受保护的技术使用者：重庆吉芯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15