一种数模转换器的控制方法及数模转换器技术

本发明专利技术公开了一种数模转换器的控制方法及数模转换器，通过取出数模转换器的输入输出点坐标，拟合出一个线性函数，然后调节所述线性函数的斜率和截距，以使得拟合出的线性函数与所述数模转换器的理想线性函数接近，以拟合的线性函数作为数模转换器的输出函数，这样经过调整后的数模转换器的输出比调整前的输出值更接近于理论值，可以提高数模转换器的积分非线性。本发明专利技术的控制方法容易地实现了积分非线性的提升，可以提高数模转换器的精确度。

Control method of digital analog converter and digital to analog converter

The invention discloses a method for controlling a digital to analog converter and digital to analog converter, through the coordinate input and output points out DAC, fitting a linear function, and then adjust the linear function of the slope and intercept, close to ideal linear function linear function that fitted with the DAC. By fitting a linear function as the output function of DAC, so the output DAC adjusted the output than before the adjustment is close to the theoretical value, can improve the integral nonlinearity of dac. The control method of the invention can easily realize the integral nonlinearity, and can improve the precision of the digital to analog converter.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数模转换器领域，更具体地说，涉及一种数模转换器的控制方法及数模转换器。
技术介绍
数字模拟转换器(Digital-to-AnalogConverter，简称为DAC)的积分非线性(INL)和微分非线性(DNL)是表征其性能的两个重要指标，其中，积分非线性(INL)是表征数模转换器的输出理想值与实际转换值之间的最大偏差。理论上，数模转换器DAC的输出曲线是一条过原点的理想直线，而在实际中由于多种因素导致数模转换器DAC的输出曲线不是线性的，如图1所示，Vin表示输出的数字信号，Vout表示输出的模拟信号，实际输出曲线与理论输出曲线存在偏差。而造成这种结果是因为数模转换器的晶体管自身存在差异性，如图2所示为一种典型的电流型数模转换器电路图。由于每个晶体管的随机误差不同，即每个晶体管产生的电流不可能完全相同；同时也由于热传导，应力等的梯度效应的影响，例如靠近芯片功率部分的热量要高，晶体管受到的影响也大，以及划片时靠近边缘的晶体管受到的应力大等因素影响，即使晶体管有相同的栅源电压VGS得到的漏极电流i也是不同的，最终造成了数模转换器DAC的输出不是理想的直线。为了避免上述因素带来的输出不理想的问题，提高DAC输出的准确性，需要增大晶体管的面积，以及对其进行复杂的匹配操作，但这样会增加成本而且效果不明显，因此有必要寻找一种更合适的办法来改善DAC的输出特性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种数模转换器的控制方法及数模转换器，通过取出数模转换器输入输出值拟合出线性函数，然后调节所述线性函数的斜率和截距，以使得拟合出的线性函数与所述数模转换器的理想线性函数接近，以拟合的线性函数作为数模转换器的输出函数，可以提高数模转换器的积分非线性。依据本专利技术的一种数模转换器的控制方法，包括以下步骤：将N个不同的数字编码输入至所述数模转换器，获得对应的模拟输出值；以所述输入数字编码和所述模拟输出值作为坐标，根据所述的N个不同的数字编码和对应的模拟输出值获得N个对应的坐标点；根据获得的坐标点进行线性拟合，以获得拟合的线性函数；调整所述线性函数的斜率，以使得所述线性函数的斜率与预定的斜率相等，其中，所述预定的斜率为所述数模转换器的理想线性函数的斜率值；调整所述线性函数的截距，以使得所述线性函数的截距与所述数模转换器的理想线性函数的截距一致；以调整斜率和截距后的线性函数作为所述数模转换器的输出函数。优选地，以输入的数字编码作为横坐标，以模拟输出值作为纵坐标，获得N个对应的坐标点。优选地，当所述数模转换器为电流型数模转换器时，调整所述线性函数的斜率的具体步骤包括：调节输入至所述数模转换器中晶体管的栅源电压的大小，以调整所述晶体管的漏极电流的大小；通过调节所述漏极电流的大小调节所述数模转换器的输出值的大小，从而调节所述线性函数的斜率。优选地，当所述数模转换器为电流型数模转换器时，调整所述线性函数的截距的具体步骤包括：利用不受输入数字编码控制的多个晶体管控制所述线性函数的截距；所述多个晶体管通过相同的栅源电压时漏极电流不相同，通过开启不同的晶体管以获得不同的截距大小。优选地，在输入数字编码全部为零时将所述数模转换器中的所有晶体管关闭，以使得所述线性函数经过零点。优选地，当所述数模转换器为电阻型数模转换器时，调整所述线性函数的斜率的具体步骤包括：调节所述数模转换器的参考电压值和电压源输出值的差值，以调节所述线性函数的斜率，其中，所述电压源输出值为输入至所述数模转换器中运算放大器的正向输入端的电压值。优选地，当所述数模转换器为电阻型数模转换器时，所述调整所述线性函数的截距的具体步骤包括：保持二者压差不变以调节所述电压源输出值和数模转换器的参考电压值以调节所述线性函数的截距。依据本专利技术的一种数模转换器，将N个不同的数字编码输入至所述数模转换器，获得对应的模拟输出值；以输入数字编码和模拟输出值作为坐标，根据所述的N个不同的数字编码和对应的模拟输出值获得N个对应的坐标点；根据获得的坐标点进行线性拟合，以获得拟合的线性函数；调整所述线性函数的斜率，以使得所述线性函数的斜率与预定的斜率相等，其中，所述预定的斜率为所述数模转换器的理想线性函数的斜率值；调整所述线性函数的截距，以使得所述线性函数的截距与所述数模转换器的理想线性函数的截距一致；以调整斜率和截距后的线性函数作为所述数模转换器的输出函数。优选地，当所述数模转换器为电流型数模转换器时，所述数模转换器包括多个并联的第一晶体管，调节输入至所述数模转换器中多个并联的第一晶体管的栅源电压的大小，以调整所述多个并联的第一晶体管的漏极电流的大小；通过调节所述漏极电流的大小调节所述数模转换器的输出值的大小，从而调节所述线性函数的斜率。优选地，所述数模转换器还包括多个不受输入数字编码控制的第二晶体管，所述多个第二晶体管通过相同的栅源电压时漏极电流不相同，通过开启不同的晶体管以获得不同的截距大小。优选地，在输入数字编码全部为零时，将数模转换器中的所有第一晶体管和第二晶体管关闭，以使得所述线性函数经过零点。优选地，当所述数模转换器为电阻型数模转换器，所述数模转换器包括多个并联的电阻和运算放大器，所述多个并联的电阻通过与其串联的开关接收外部的参考电压信号，所述运算放大器的负向输入端与所述多个并联的电阻的公共连接端连接，正向输入端接收固定电压源的输出值；调节所述参考电压信号和电压源输出值的差值，以调节所述线性函数的斜率。优选地，保持二者压差不变以调节所述电压源输出值和所述参考电压信号以调节所述线性函数的截距。综上所述，依据本专利技术数模转换器的控制方法及数模转换器，通过取出数模转换器的输入输出点坐标，拟合出一个线性函数，然后调节所述线性函数的斜率和截距，以使得拟合出的线性函数与所述数模转换器的理想线性函数接近，以拟合的线性函数作为数模转换器的输出函数，这样经过调整后的数模转换器的输出比调整前的输出值更接近于理论值，可以提高数模转换器的积分非线性。本专利技术的控制方法通过数字控制调节容易地实现了积分非线性的提升，可以提高数模转换器的精确度。附图说明图1所示为现有技术中数模转换器的输出函数和理论函数的对比曲线图；图2所示为依据本专利技术的数模转换器的控制方法的拟合函数曲线图；图3为依据本专利技术的数模转换器的控制方法的调整后的拟合函数曲线图；图4所示为依据本专利技术的电流型数模转换器的电路图；图5所示为依据本专利技术的电阻型数模转换器的电路图。具体实施方式以下将结合附图详细说明本专利技术的一些优选实施例，但本专利技术不限于此。数模转换器(DAC)在工作时，每增加一位输入数字编码，DAC增加一个最低有效位(LSB)的输出，由于存在随机误差和梯度误差，所以每个LSB不同，最终导致输出不是线性的。本申请专利技术人为了减小积分线性度(INL)以提高DAC的输出线性度，提出一种拟合方式来调整积分线性度INL的方法。图2所示为依据本专利技术的数模转换器的控制方法的拟合函数曲线图；本专利技术的一种数模转换器的控制方法，包括以下步骤：第一：将N个不同的数字编码输入至所述数模转换器，获得对应的模拟输出值。第二，以输入的数字编码和模拟输出值作为坐标，根据所述的N个不同的数字编码和对应的模拟输出值获得N个对应的坐标点，本实施例中，以输入的数字编码作为横坐标，以模拟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数模转换器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：将N个不同的数字编码输入至所述数模转换器，获得对应的模拟输出值；以所述输入数字编码和所述模拟输出值作为坐标，根据所述的N个不同的数字编码和对应的模拟输出值获得N个对应的坐标点；根据获得的坐标点进行线性拟合，以获得拟合的线性函数；调整所述线性函数的斜率，以使得所述线性函数的斜率与预定的斜率相等，其中，所述预定的斜率为所述数模转换器的理想线性函数的斜率值；调整所述线性函数的截距，以使得所述线性函数的截距与所述数模转换器的理想线性函数的截距一致；以调整斜率和截距后的线性函数作为所述数模转换器的输出函数。

【技术特征摘要】
1.一种数模转换器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：将N个不同的数字编码输入至所述数模转换器，获得对应的模拟输出值；以所述输入数字编码和所述模拟输出值作为坐标，根据所述的N个不同的数字编码和对应的模拟输出值获得N个对应的坐标点；根据获得的坐标点进行线性拟合，以获得拟合的线性函数；调整所述线性函数的斜率，以使得所述线性函数的斜率与预定的斜率相等，其中，所述预定的斜率为所述数模转换器的理想线性函数的斜率值；调整所述线性函数的截距，以使得所述线性函数的截距与所述数模转换器的理想线性函数的截距一致；以调整斜率和截距后的线性函数作为所述数模转换器的输出函数。2.根据权利要求1所述的数模转换器的控制方法，其特征在于，以输入的数字编码作为横坐标，以模拟输出值作为纵坐标，获得N个对应的坐标点。3.根据权利要求1所述的数模转换器的控制方法，其特征在于，当所述数模转换器为电流型数模转换器时，调整所述线性函数的斜率的具体步骤包括：调节输入至所述数模转换器中晶体管的栅源电压的大小，以调整所述晶体管的漏极电流的大小；通过调节所述漏极电流的大小调节所述数模转换器的输出值的大小，从而调节所述线性函数的斜率。4.根据权利要求3所述的数模转换器的控制方法，其特征在于，当所述数模转换器为电流型数模转换器时，调整所述线性函数的截距的具体步骤包括：利用不受输入数字编码控制的多个晶体管控制所述线性函数的截距；所述多个晶体管通过相同的栅源电压时漏极电流不相同，通过开启不同的晶体管以获得不同的截距大小。5.根据权利要求4所述的数模转换器的控制方法，其特征在于，在输入数字编码全部为零时将所述数模转换器中的所有晶体管关闭，以使得所述线性函数经过零点。6.根据权利要求1所述的数模转换器的控制方法，其特征在于，当所述数模转换器为电阻型数模转换器时，调整所述线性函数的斜率的具体步骤包括：调节所述数模转换器的参考电压值和电压源输出值的差值，以调节所述线性函数的斜率，其中，所述电压源输出值为输入至所述数模转换器中运算放大器的正向输入端的电压值。7.根据权利要求6所述的数模转换器的控制方法，其特征在于，当所述数模转换器为电阻型数模转换器时，所述调整...

【专利技术属性】
技术研发人员：程扬，黄必亮，任远程，周逊伟，
申请(专利权)人：杰华特微电子杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33