数模转换器中的最低有效位动态元件匹配制造技术

一种用于数模转换的电路(图1、图2、图3、图4)包括第一数模转换器((DAC)105/205/305)、第二DAC(206/306/406)及输出节点(108/208/308/408)。该第一DAC(105/205/305)从分段为用于该第一DAC(105/205/305)的数字输入的最高有效位的第一组(125‑127)和用于该数字输入的最低有效位的第二组(121‑124)的多个第一电荷源(121‑127)提供电荷。抖动(202/302)被添加到该第一DAC(105/205/305)的数字输入并且用作该第二DAC(206/306/406)的唯一数字输入。在该输出节点(108/208/308/408)处从该第一DAC(105/205/305)的模拟输出中减去来自该第二DAC(206/306/406)的模拟输出以便抵消被添加到该第一DAC(105/205/305)的抖动(202/302)。

Minimum Effective Bit Dynamic Component Matching in DAC

A circuit for DAC (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4) includes a first DAC (DAC) 105/205/305, a second DAC (206/306/406) and an output node (108/208/308/408). The first DAC (105/205/305) provides charges from segments for the first group (125_127) of the highest significant bits for the digital input of the first DAC (105/205/305) and the second group (121_124) of the lowest significant bits for the digital input of multiple first charge sources (121_127). Jitter (202/302) is added to the digital input of the first DAC (105/205/305) and used as the only digital input of the second DAC (206/306/406). The analog output from the second DAC (206/306/406) is subtracted from the analog output of the first DAC (105/205/305) at the output node (108/208/308/408) to offset the jitter (202/302) added to the first DAC (105/205/305).

【技术实现步骤摘要】
数模转换器中的最低有效位动态元件匹配
技术介绍
数字输入将代码表示为数字输入代码。数模转换器(DAC)将数字输入转换为模拟输出。模拟输出作为模拟输出信号输出。对于模拟输出，重复的或周期性的波形可能由于周期性(即，由于是周期性的)而存在问题。当基于DAC中的数字输入生成模拟输出时，DAC元件之间的失配(mismatch)误差也变为周期性的。在频域中，与非周期性信号相比，该周期性误差可以表现为较少数量的离散频谱分量或具有较高功率的谐波，这进而趋向于导致缩小的无杂散动态范围(SFDR)。可以将抖动(dither)添加到数字输入以生成少量随机噪声。例如，在数字输入进入DAC之前，可以将大小类似于或大于误差的抖动添加到数字输入。这具有使元件误差“随机化”并且使它们成为非周期性的效果，导致具有较低振幅水平的较大数量的谐波在更宽的频谱上展开。该技术可能会提高本底噪声，但是会导致更好的无杂散动态范围。可以将抖动添加到数字DAC输入，然后通过DAC输出处的模拟滤波器消除抖动。
技术实现思路
本专利技术涉及但不限于以下实施方案：1.一种用于数模转换的电路，其包括：第一数模转换器(DAC)，其从分段为用于该第一DAC的数字输入的最高有效位的第一组和用于该数字输入的最低有效位的第二组的多个第一电荷源提供电荷；多个第一开关器，其各自对应于该多个第一电荷源中的不同第一电荷源并且基于该数字输入从该多个第一电荷源中的该不同第一电荷源可变地提供电荷；第二DAC；及输出节点，其中抖动被添加到该第一DAC的该数字输入并且用作该第二DAC的唯一数字输入，且在该输出节点处从该第一DAC的模拟输出中减去来自该第二DAC的模拟输出以便抵消被添加到该第一DAC的该抖动。2.实施方案1的电路，其中对用于该最高有效位的该第一组的第一电荷源进行相等加权，且对用于该最低有效位的该第二组的第一电荷源进行二进制加权。3.实施方案2的电路，其中用于第一样本的数字输入的该第一电荷源中的一组电荷源可以与用于第二样本的相同数字输入的该第一电荷源中的一组电荷源不同。4.实施方案1的电路，其进一步包括：该多个第一电荷源，其中该第一电荷源包括电流源。5.实施方案2的电路，其中该第二DAC从多个第二电荷源提供电荷，且该第二电荷源的数量等于用于该最低有效位的该第二组的第一电荷源的数量。6.实施方案5的电路，其中对该第二电荷源及该第一电荷源的该第二组进行二进制加权。7.实施方案5的电路，其中该电路包括集成电路。8.实施方案1的电路，其中该第一DAC的该模拟输出和该第二DAC的该模拟输出是差分信号。9.实施方案1的电路，其中该第二DAC添加来自通过该第二DAC的该唯一数字输入来控制的第二开关器的电荷。10.实施方案1的电路，其中该抖动包括L位伪随机抖动，其中L是该最低有效位的数量。11.实施方案1的电路，其中该第二DAC从多个第二电荷源提供电荷；对该多个第一电荷源的该第二组不进行二进制加权；且对该多个第二电荷源不进行二进制加权。12.实施方案1的电路，其中该第一组第一电荷源中的每一个提供相等量的电荷。13.实施方案1的电路，其中该电路被配置为置换用于控制每个数字输入的该第一组的第一电荷源的数字输入的位。14.一种用于数模转换的方法，其包括：通过第一数模转换器(DAC)接收数字输入；将抖动添加到由该第一DAC接收的该数字输入；通过第二DAC接收该抖动作为该第二DAC的唯一数字输入；通过该第二DAC并且基于该抖动，从多个第二电荷源提供电荷；通过该第一DAC并且基于该数字输入和添加到该数字输入的该抖动，从多个第一电荷源提供电荷，该多个第一电荷源被分段为用于由该第一DAC接收的该数字输入的最高有效位的第一组和用于该数字输入的最低有效位的第二组；且在输出节点处从来自该第一DAC的模拟输出中减去来自该第二DAC的模拟输出，从而抵消被添加到由该第一DAC接收的该数字输出的该抖动。15.实施方案14的方法，其中该第一DAC将来自由该第一DAC接收的该数字输入控制的开关器的电荷加和，且该第二DAC将来自由该第二DAC的该唯一数字输入控制的开关器的电荷加和。16.实施方案14的方法，其中来自该多个第一电荷源的电荷在该第一DAC的第一正节点与第一负节点之间切换；且来自该多个第二电荷源的电荷在该第二DAC的第二正节点与第二负节点之间切换。17.实施方案14的方法，其中用于第一样本的数字输入的该第一电荷源中的一组电荷源可以与用于第二样本的相同数字输入的该第一电荷源中的一组电荷源不同。18.实施方案14的方法，其中对用于该最高有效位的该第一组的第一电荷源进行相等加权，对用于该最低有效位的该第二组的第一电荷源进行二进制加权，且该第二电荷源是二进制加权的。19.实施方案14的方法，其中该抖动包括L位伪随机抖动，其中L是该最低有效位的数量。20.一种用于数模转换的电路，其包括：第一数模转换器(DAC)，该第一DAC提供与输入到该第一DAC的数字输入码成正比的第一模拟输出信号；第二DAC，该第二DAC具有小于该第一DAC的输入码范围且提供第二模拟输出信号；数字抖动源；其中抖动被添加到由该第一DAC接收的数字输入且用作该第二DAC的唯一数字输入，且当来自该第一DAC的该第一模拟输出信号与来自该第二DAC的该第二模拟输出信号组合时，在输出节点处抵消该抖动。附图说明当结合附图阅读时，从后面的详细描述中可以最好地理解示例性实施方案。要强调的是，各种特征不一定是按比例绘制的。事实上，为了讨论的清晰性，尺寸可以任意增大或减小。在适用和实用的地方，相同的附图标记表示相同的元件。图1展示了根据代表性实施方案的用于数模转换器中的最低有效位动态元件匹配的第一数模转换器的图。图2展示了根据代表性实施方案的使用数模转换器中的最低有效位动态元件匹配的电路的图。图3展示了根据代表性实施方案的使用数模转换器中的最低有效位动态元件匹配的电路的另一个图。图4展示了根据代表性实施方案的用于数模转换器中的最低有效位动态元件匹配的第二数模转换器的图。图5展示了根据代表性实施方案的用于数模转换器中的最低有效位动态元件匹配的流程图。图6展示了根据代表性实施方案的用于数模转换器中的最低有效位动态元件匹配的另一个流程图。图7展示了根据代表性实施方案的用于数模转换器中的最低有效位动态元件匹配的电路的另一个图。图8A和8B展示了根据代表性实施方案的用于使用数模转换器中的最低有效位动态元件匹配的电路以及不使用数模转换器中的最低有效位动态元件匹配的电路的对比杂散(spur)。具体实施方式在下文的详细说明中，出于解释而非限制的目的阐述了公开具体细节的代表性实施方案，以更全面地理解根据本教导的实施方案。可以省略对已知系统、装置、材料、操作方法和制造方法的描述，以避免使代表性实施方案的描述变得难以理解。尽管如此，在本领域普通技术人员的知识范围内的系统、装置、材料和方法也在本教导的范围内，并且可以根据代表性实施方案使用。应当理解的是，本文所使用的术语仅仅出于描述实施方案的目的且不意图为限制性的。所定义的术语是在本教导的
中通常理解和接受的所定义术语的技术和科学含义的补充。应理解的是，虽然可以在本文中使用术语第一、第二、第三等来描述不同的元件或部件，但是这些元件或部件不应受这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于数模转换的电路(图1、图2、图3及图4)，其包括：第一数模转换器((DAC)105/205/305)，其从分段为用于该第一DAC(105/205/305)的数字输入的最高有效位的第一组(125‑127)和用于该数字输入的最低有效位的第二组(121‑124)的多个第一电荷源(121‑127)提供电荷；多个第一开关器(131‑137)，其各自对应于该多个第一电荷源(121‑127)中的不同第一电荷源并且基于该数字输入从该多个第一电荷源(121‑127)中的该不同第一电荷源可变地提供电荷；第二DAC(206/306/406)；及输出节点(108/208/308/408)，其中抖动(202/302)被添加到该第一DAC(105/205/305)的该数字输入并且用作该第二DAC(206/306/406)的唯一数字输入，且在该输出节点(108/208/308/408)处从该第一DAC(105/205/305)的模拟输出中减去来自该第二DAC(206/306/406)的模拟输出以便抵消被添加到该第一DAC(105/205/305)的该抖动(202/302)。

【技术特征摘要】
2017.09.13 US 15/703,4011.一种用于数模转换的电路(图1、图2、图3及图4)，其包括：第一数模转换器((DAC)105/205/305)，其从分段为用于该第一DAC(105/205/305)的数字输入的最高有效位的第一组(125-127)和用于该数字输入的最低有效位的第二组(121-124)的多个第一电荷源(121-127)提供电荷；多个第一开关器(131-137)，其各自对应于该多个第一电荷源(121-127)中的不同第一电荷源并且基于该数字输入从该多个第一电荷源(121-127)中的该不同第一电荷源可变地提供电荷；第二DAC(206/306/406)；及输出节点(108/208/308/408)，其中抖动(202/302)被添加到该第一DAC(105/205/305)的该数字输入并且用作该第二DAC(206/306/406)的唯一数字输入，且在该输出节点(108/208/308/408)处从该第一DAC(105/205/305)的模拟输出中减去来自该第二DAC(206/306/406)的模拟输出以便抵消被添加到该第一DAC(105/205/305)的该抖动(202/302)。2.权利要求1的电路，其中对用于该最高有效位的该第一组(125-127)的第一电荷源(121-127)进行相等加权，且对用于该最低有效位的该第二组(121-124)的第一电荷源(121-127)进行二进制加权。3.权利要求2的电路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·D·波尔顿，R·E·朱厄特，
申请(专利权)人：是德科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US