用于DAC的基准电流补偿方法和电路技术

本发明专利技术提供了一种用于DAC的基准电流补偿方法，包括：将电流补偿单元与DAC并联布置在基准电压源和地线之间；采集输入信号，根据采集的输入信号确定DAC的动态的基准电流；电流补偿单元生成与动态的基准电流相应的动态的补偿电流，以将动态的补偿电流与动态的基准电流汇合成为恒定电流。本发明专利技术还提出了一种用于DAC的基准电流补偿电路，包括：电流补偿单元和逻辑控制模块。通过本发明专利技术提出的方法和电路，可以补偿流过基准电压源的内阻的基准电流，使该内阻上产生的压降固定，从而消除因基准电流变化产生的误差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数模转换器（DAC)，具体涉及用于DAC的基准电流补偿方法和电路。
技术介绍
DAC，尤其是R-2R数模转换器的结构简单，采用器件数量少，并且可实现较高的分 辨率，因此广泛应用于可编程逻辑控制及温度控制等工业控制领域中。然而，当R-2R数模 转换器的输入信号发生变化时，R-2R电阻网络中的基准电流会随着输入码的变化而变化。 因此外接电源的内阻上产生的压降将会随输入信号的变化而变化，从而产生非线性误差。 为了解决这个问题，传统的方法是在R-2R电阻网络与基准源以及与地线的连接 处增加缓冲器。如图1所示，是在基准源与R-2R电阻网络的连接处增加缓冲器的电路结构 示意图，R-2R电阻网络与地线的连接处增加缓冲器的电路同理，图中放大器AMP配置成为 电压跟随器。但电压跟随器并不是理想的，会产生失调电压，因而用增加缓冲器的方法在消 除非线性误差的同时，会产生较为严重的新误差。
技术实现思路
因此，需要一种消除基准电流产生误差的方法。本专利技术提出了一种用于DAC的基 准电流补偿方法，该方法包括： 将DAC与电流补偿单元并联布置在基准电压源和地线之间；采集输入信号，根据 采集的输入信号确定DAC的动态的基准电流；电流补偿单元生成与动态的基准电流相应的 动态的补偿电流，以将动态的补偿电流与动态的基准电流汇合成为恒定电流。该方法将电 流补偿单元与待补偿的DAC并联在基准电压源和地线之间，通过确定基准电流并生成相应 的补偿电流，使产生误差的电源内阻上流过的电流恒定，从而使该内阻上产生的压降恒定， 由此消除了非线性误差。 在一些实施方式中，在将DAC与电流补偿单元并联布置在基准电压源和地线之间 前包括：确定输入信号由〇码变为全码时基准电流变化的幅值，根据基准电流变化的幅值 确定待采用的电流补偿单元。该方案可以使采用的电流补偿单元在消除非线性误差的同 时，产生的新误差小到忽略不计。 在一些实施方式中，电流补偿单元为辅助DAC，辅助DAC的位数C满足关系式： 2eXB多A，其中，A是输入信号由0码变为全码时电流变化的幅值，B是补偿电流的步长。 该方案可以更有针对性地补偿基准电流，使得电流补偿电路在补偿基准电流的同时功耗较 小。 在一些实施方式中，DAC为包括最高有效位部分和最低有效位部分的电压模式 R-2R数模转换器，采集输入信号，根据采集的输入信号确定DAC的动态的基准电流包括：当 最高有效位部分的所有支路接地线时，得到最低有效位部分产生的第一电流为基准电流； 当最低有效位部分的所有支路接地线时，得到最高有效位部分产生的第二电流为基准电 流；当最高有效位部分至少有一条支路接基准电压源且最低有效位部分至少有一条支路接 基准电压源时，得到最高有效位部分和最低有效位部分相互作用产生的第三电流为基准电 流。该方案可以更准确地得到动态的基准电流，从而可以更实时精确地补偿该动态的基准 电流。 在一些实施方式中，恒定电流的电流值为基准电流的已知最大值。该方案使得补 偿电流大于等于零，且该恒定电流在内阻上产生的功耗最小。 本专利技术还基于上述方法提出了一种用于DAC的基准电流补偿电路，该DAC接收来 自输入源的输入信号，该电路包括：与DAC并联布置在基准电压源和地线之间的电流补偿 单元；逻辑控制模块，逻辑控制模块的一端与输入源连接，另一端与电流补偿单元连接，逻 辑控制模块包括处理器和存储器，存储器中存储有与恒定电流有关的第一数据信息；其中， 逻辑控制模块配置以：采集输入信号，处理器根据采集的输入信号确定与DAC的动态的基 准电流有关的第二数据信息，并将第二数据信息与第一数据信息比较，生成补偿指令，将补 偿指令发送至电流补偿单元；电流补偿单元配置以：接收补偿指令，生成相应的动态的补 偿电流，以将动态的补偿电流与动态的基准电流汇合成为恒定电流。 在一些实施方式中，电流补偿单元根据输入信号由0码变为全码时基准电流变化 的幅值来确定。 在一些实施方式中，电流补偿单元为辅助DAC，辅助DAC的位数C满足关系式： 2eXB多A，其中，A是输入信号由0码变为全码时电流变化的幅值，B是补偿电流的步长。 在一些实施方式中，DAC为包括最高有效位部分和最低有效位部分的电压模式 R-2R数模转换器，逻辑控制模块配置以：当最高有效位部分的所有支路接地线时确定最低 有效位部分产生的第一电流为基准电流；当最低有效位部分的所有支路接地线时确定最高 有效位部分产生的第二电流为基准电流；当最高有效位部分至少有一条支路接基准电压源 且最低有效位部分至少有一条支路接基准电压源时确定最高有效位部分和最低有效位部 分相互作用产生的第三电流为基准电流。 在一些实施方式中，辅助DAC包括多条支路，每条支路包括开关和电阻，多条支路 中的任一条支路的阻值都是其前一相邻支路的阻值的2倍。 根据上述方案，本专利技术提出的一种用于DAC的基准电流补偿方法和基准电流补偿 电路，通过确定基准电流并生成相应的补偿电流，使流过内阻的电流恒定，从而使该内阻上 产生的压降恒定，由此消除了非线性误差。【附图说明】 图1是现有技术中利用缓冲器消除DAC误差的电路结构图。 图2是本专利技术一实施方式的基准电流补偿电路用于对DAC的基准电流进行补偿的 结构示意图。 图3是图2中DAC的电路结构图。 图4是图2中辅助DAC的电路结构图。 图5是本专利技术一实施方式的基准电流补偿方法的流程图。 图6是图5的方法中步骤103的执行图。 图7是图6中计算最低有效位部分产生的电流时DAC的等效图。 图8是图6中计算最高有效位部分产生的电流时DAC的等效图。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术做进一步的说明。 图2是本专利技术一实施方式的基准电流补偿电路用于对DAC的基准电流进行补偿的 结构示意图。如图2所示，该电路结构包括DAC1和用于DAC1的基准电流补偿电路2,以 及输入源3、基准电压源4和地线5。其中基准电流补偿电路2包括辅助DAC21和逻辑控 制模块22。辅助DAC21与DAC1并联布置在基准电压源4和地线5之间。逻辑控制模块 22的一端与输入源3连接，另一端与辅助DAC21连接。逻辑控制模块22包括处理器221 和存储器222。 图3是图2中DAC的电路结构图。如图3所示，DAC1为包括最高有效位（MSB)部 分和最低有效位（LSB)部分的分段电压模式R-2R数模转换器，MSB部分包括M条支路，每 条支路具有开关和阻值为R的电阻，开关通过温度计码h，t2，…，tM来控制MSB部分的支 路连接基准电压源4或地线5 ;LSB部分为由开关和两个阻值分别为R和2R的电阻组成的 梯形R-2R网络结构，开关通过二进制码bi，b2，…，bN来控制LSB部分的支路连接基准电压 源4或地线5。 图4是图2中辅助DAC的电路结构图。如图4所示，辅助DAC21具有C条包括开 关和电阻的支路，其中，辅助DAC21的支路满足2倍权重关系，即任一条支路的阻值都是其 前一相邻支路的阻值的2倍。图中山为来自逻辑控制模块22的补偿指令生成的二进制信 号，i= 0, 1，……，C-l〇 图5是本专利技术一实施方式的基准电流补偿方法的流程图。图2所示的电路应用图 5所示方法的过程如下。在步骤101中，确定输入信号由0码当前第1页1&nb本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于DAC的基准电流补偿方法，所述DAC用于接收来自输入源的输入信号，所述方法包括：将电流补偿单元与所述DAC并联布置在基准电压源和地线之间；采集所述输入信号，根据所述采集的输入信号确定所述DAC的动态的基准电流；所述电流补偿单元生成与所述动态的基准电流相应的动态的补偿电流，以将所述动态的补偿电流与所述动态的基准电流汇合成为恒定电流。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十七研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21