一种数字模拟转换器及数字功放子系统技术方案

本发明专利技术提供了一种数字模拟转换器及数字功放子系统，其中，数字模拟转换器的第一开关和第二开关在开关过程中产生的时钟馈通效应和沟道电荷注入现象不会越过第一电流源和第二电流源加载在数字模拟转换器的输出信号中，从而避免了由于第一开关和第二开关在开关过程中产生的时钟馈通效应和沟道电荷注入现象对数字模拟转换器的输出信号的不良影响；进而使得第一开关和第二开关的尺寸不会受到限制，可以采用较大尺寸的开关管作为所述第一开关和第二开关，解决了由于第一开关和第二开关消耗过多的电压降而使得第一电流源和第二电流源工作在线性区的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种数字模拟转换器及数字功放子系统
本专利技术涉及半导体集成电路
，更具体的说，是涉及一种数字模拟转换器及数字功放子系统。
技术介绍
数字功放具有失真小、噪音低、动态范围大、抗干扰能力强等特点，在音质的透明度、解析力，背景的宁静、低频的震撼力度方面的优势大大超过传统的模拟功放和classD功放。随着DVD家庭影院、迷你音响系统、机顶盒、个人电脑、LCD电视、平板显示器和移动电话等消费类产品日新月异的发展，尤其是SACD、DVDAudio等一些高采样频率的新音源规格的出现，以及音响系统从立体声到多声道环绕系统的进化，都加速了数字功放的发展。在数字功率领域，现在有针对追求高保真音质要求的用户而出现了一种新的名词“纯数字功放"，其支持很多数字音频格式信号输入，如I2S、TDM等，可以经过数字DSP处理，实现丰富的音效算法，有很强的RF抗干扰能力，用在手机上，具有天然的优势，数字信号在传输过程中不会带来相位廷迟、相位失真、交越失真等，听感的好处就是声音会更通透、定位更准、声音更接近真实。数字功放系统中通常包括两个数字功放子系统，首先两个数字功放子系统分别用于接收第一输入信号和第二输入信号，第一输入信号和第二输入信号由数字模块对接收到的I2S、TDM等数字输入信号经过音效处理、数字增益放大、数字滤波后转换获得；然后两个数字功放子系统分别对第一输入信号和第二输入信号进行数字模拟转换处理(Digital-to-AnalogConversion，DAC)后获得模拟信号，并对获得的模拟信号进行一系列波形处理后，获得PWM方波信号，实现模拟增益的放大；最后这两个数字功放子系统输出的方波信号经过低通滤波或扬声器本身的低通滤波特性后，还原出音频信号。在这整个过程中，对第一输入信号和第二输入信号进行数字模拟转换处理的是数字功放子系统的数字模拟转换器。现有技术中的数字模拟转换器由于电路结构的限制，使得其接受输入信号的开关管的尺寸不能太大，否则开关管的漏极和源极之间产生的寄生电容会变大，在开关过程中产生的时钟馈通效应和沟道电荷注入会加大，对数字模拟转换器的输出信号产生不良影响，从而对整个数字功放系统的性能产生不良影响；而为了避免开关管在开关时的时钟馈通效应，数字模拟转换器的开关管的尺寸只能设计的较小，从而使得这些开关管的电阻较大，在这些开关管上会消耗一定的电压降，在数字模拟转换器的电源电压较低时，会使得数字模拟转换器的电流源工作在线性区，从而给数字模拟转换器的输出电流值和等效输出阻抗产生不良影响，最终给数字模拟转换器的性能带来不良影响。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种数字模拟转换器及数字功放子系统，以解决由于数字模拟转换器中的开关管的尺寸只能设计的较小，而对数字模拟转换器的性能带来不良影响的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种数字模拟转换器，应用于数字功放系统中，所述数字模拟转换器包括：第一开关、第二开关、第一电流源和第二电流源，其中：所述第一开关的第一端作为所述数字模拟转换器的信号输入端，所述第一开关的第二端与所述第一电流源的第一端相连，所述信号输入端用于接收驱动电压信号；所述第一电流源的第二端与所述第二电流源的第一端相连，所述第一电流源和所述第二电流源的连接节点作为所述数字模拟转换器的信号输出端；所述第二电流源的第二端与所述第二开关的第一端相连，所述第二开关的第二端接地；所述第一开关的开关状态由第一输入信号控制，所述第二开关的开关状态由第二输入信号控制，且所述第一开关和所述第二开关的开关时序相反。进一步的，所述第一电流源包括第一电阻、第一场效应管和第一运算放大器；所述第二电流源包括第二电阻、第二场效应管和第二运算放大器；其中：所述第一电阻的第一端作为所述第一电流源的第一端与所述第一开关的第二端相连，所述第一场效应管的源极与所述第一电阻的第二端相连，所述第一场效应管的漏极与所述第二场效应管的源极相连，所述第一运算放大器的负向输入端与所述第一场效应管的源极相连，所述第一运算放大器的正向输入端接收所述电源电压与基准电压之差；所述第一运算放大器生成第一偏置电压，所述第一场效应管的栅极与所述第一运算放大器的输出端相连，所述第一场效应管的栅极用于接收所述第一偏置电压；所述第二场效应管的源极与所述第二电阻的第一端相连，所述第二电阻的第二端作为所述第二电流源的第二端与所述第二开关相连，所述第二运算放大器的负向输入端与所述第二场效应管的源极相连，所述第二运算放大器的正向输入端接收所述基准电压，所述第二运算放大器生成第二偏置电压，所述第二场效应管的栅极与所述第二运算放大器的输出端相连，所述第二场效应管的栅极用于接收所述第二偏置电压；所述第一场效应管的漏极和所述第二场效应管的漏极的连接节点作为所述数字模拟转换器的信号输出端。进一步的，所述第一场效应管为P型场效应管。进一步的，所述第二场效应管为N型场效应管。进一步的，所述第一开关和所述第二开关为场效应管。进一步的，所述第一开关为P型场效应管，所述第二开关为N型场效应管。进一步的，所述第一开关为N型场效应管，所述第二开关为P型场效应管。一种数字功放子系统，包括：如上述所述的数字模拟转换器、放大器、积分器、PWM比较器、驱动器、第一电阻和第一电容，其中，所述数字模拟转换器的信号输出端与所述放大器的第一信号输入端相连，所述放大器的第二信号输入端用于接收共模电压信号，所述放大器的信号输出端与所述积分器的信号输入端相连；所述积分器的信号输出端与所述PWM比较器的信号输入端相连，所述PWM比较器的信号输出端与所述驱动器的信号输入端相连，所述驱动器的信号输出端作为所述数字功放子系统的信号输出端；所述第一电阻的一端接于所述数字模拟转换器与所述放大器的连接节点，所述第一电阻的另一端接于所述驱动器的信号输出端；所述第一电容的一端接于所述放大器与所述数字模拟转换器的连接节点，所述第一电容的另一端接于所述放大器与所述积分器的连接节点。进一步的，所述共模电压信号为所述数字模拟转换器接收的驱动电压信号的二分之一或三分之一。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开了一种数字模拟转换器及数字功放子系统，其中，所述数字模拟转换器的第一开关位于第一电流源远离数字模拟转换器的信号输出端一侧，所述数字模拟转换器的第二开关位于第二电流源远离数字模拟转换器的信号输出端一侧，这样一来第一开关和第二开关在开关过程中产生的时钟馈通效应和沟道电荷注入现象不会越过第一电流源和第二电流源加载在数字模拟转换器的输出信号中，从而避免了由于第一开关和第二开关在开关过程中产生的时钟馈通效应和沟道电荷注入现象对数字模拟转换器的输出信号的不良影响；进而使得第一开关和第二开关的尺寸不会受到限制，可以采用较大尺寸的开关管作为所述第一开关和第二开关，解决了由于第一开关和第二开关消耗过多的电压降而使得第一电流源和第二电流源工作在线性区的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字模拟转换器，应用于数字功放系统中，其特征在于，所述数字模拟转换器包括：第一开关、第二开关、第一电流源和第二电流源，其中：所述第一开关的第一端作为所述数字模拟转换器的信号输入端，所述第一开关的第二端与所述第一电流源的第一端相连，所述信号输入端用于接收驱动电压信号；所述第一电流源的第二端与所述第二电流源的第一端相连，所述第一电流源和所述第二电流源的连接节点作为所述数字模拟转换器的信号输出端；所述第二电流源的第二端与所述第二开关的第一端相连，所述第二开关的第二端接地；所述第一开关的开关状态由第一输入信号控制，所述第二开关的开关状态由第二输入信号控制，且所述第一开关和所述第二开关的开关时序相反。

【技术特征摘要】
1.一种数字模拟转换器，应用于数字功放系统中，其特征在于，所述数字模拟转换器包括：第一开关、第二开关、第一电流源和第二电流源，其中：所述第一开关的第一端作为所述数字模拟转换器的信号输入端，所述第一开关的第二端与所述第一电流源的第一端相连，所述信号输入端用于接收驱动电压信号；所述第一电流源的第二端与所述第二电流源的第一端相连，所述第一电流源和所述第二电流源的连接节点作为所述数字模拟转换器的信号输出端；所述第二电流源的第二端与所述第二开关的第一端相连，所述第二开关的第二端接地；所述第一开关的开关状态由第一输入信号控制，所述第二开关的开关状态由第二输入信号控制，且所述第一开关和所述第二开关的开关时序相反。2.根据权利要求1所述的数字模拟转换器，其特征在于，所述第一电流源包括第一电阻、第一场效应管和第一运算放大器；所述第二电流源包括第二电阻、第二场效应管和第二运算放大器；其中：所述第一电阻的第一端作为所述第一电流源的第一端与所述第一开关的第二端相连，所述第一场效应管的源极与所述第一电阻的第二端相连，所述第一场效应管的漏极与所述第二场效应管的源极相连，所述第一运算放大器的负向输入端与所述第一场效应管的源极相连，所述第一运算放大器的正向输入端接收所述电源电压与基准电压之差；所述第一运算放大器生成第一偏置电压，所述第一场效应管的栅极与所述第一运算放大器的输出端相连，所述第一场效应管的栅极用于接收所述第一偏置电压；所述第二场效应管的源极与所述第二电阻的第一端相连，所述第二电阻的第二端作为所述第二电流源的第二端与所述第二开关相连，所述第二运算放大器的负向输入端与所述第二场效应管的源极相连，所述第二运算放大器的正向输入端接收所述基准电压，所述第二运算放大器生成第二偏置电压，所述第二场效应管的栅...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志飞，张海军，姚炜，周佳宁，杜黎明，
申请(专利权)人：上海艾为电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31