一种基于混合编码的电流舵型数模转换器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于混合编码的电流舵型数模转换器，属于基本电子电路的技术领域。该数模转换器包括译码电路、电流源模块、比较器模块、负载电阻模块与反馈电阻模块，译码电路将二进制码的数字输入信号转换为高位部分温度计码与低位部分二进制码混合编码的数字控制信号，采用混合编码的数字控制信号控制电流源模块，将传统的电流值成二进制倍数关系的电流源阵列转换为电流值相同的电流源，电阻值和电流值均为单一值，使得电流失配相对比较小，进而有效提高的数模转换器的转换精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于混合编码的电流舵型数模转换器
本专利技术涉及集成电路技术，特别涉及一种基于混合编码的电流舵型数模转换器，属于基本电子电路的

技术介绍
数模转换器(DigitaltoAnalogConverter，DAC)是能够将数字信号转换为模拟信号的一种信号转换器，广泛应用于需要进行信号处理的各个领域。数模转换器有多种类型，其中，电流舵型数模转换器(CurrentSteeringDigitaltoAnalogConverter)是一种常用的数模转换器结构，具有匹配精度高、响应速度快的优势，在高速且对匹配性要求较高的电路中有着广泛的应用，并且电流舵型数模转换器的能量利用率较高，当对输出信号进行差分利用时几乎能将所有的能量输出。然而，常规的电流舵型数模转换器使用电流值成二进制倍数关系的电流源阵列，由于电流源受限于电阻值的匹配精度，在工艺、光刻等原因导致电阻值并不完全相同的时候，不可避免地存在着失配，直接影响到数模转换的精度。数模转换器所能达到的精度一定程度上取决于电流源的失配误差。因此，如何降低电流源阵列的电流失配，进而提高数模转换器的转换精度是急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是针对上述
技术介绍
的不足，提供了一种基于混合编码的电流舵型数模转换器，通过引入译码电路将二进制码的数字输入信号转换为高位部分温度计码与低位部分二进制码混合编码的数字控制信号，将传统的电流值成二进制倍数关系的电流源阵列转换为电流值相同的电流源，并用高位部分温度计码低位部分二进制码的混合编码数字信号进行控制，由于电流源阵列中电阻值和电流值均为单一值，使得电流源阵列的电流失配相对比较小，进而有效提高电流舵型数模转换器的转换精度，解决了如何降低电流舵型数模转换器电流源阵列电流失配的技术问题。本专利技术为实现上述专利技术目的采用如下技术方案：一种基于混合编码的电流舵型数模转换器，包括：译码电路，其输入端接n+m位的二进制数字信号，将低位部分n位二进制码的数字输入信号转换为K0、K1···Kn-1的n位二进制码的数字控制信号，译码电路将高位部分m位二进制码的数字输入信号转换为S1、S2···S2^m-1的2^m-1位温度计码的数字控制信号，n、m位大于等于1的自然数，；电流源模块，包含输出电流值为I且受控于低位部分二进制码的电流源阵列，和，输出电流值为2I且受控于高位部分温度计码的电流源阵列，输出电流值为I的电流源阵列的输出端与地之间接有R-2R网络，两个电源阵列的输出端并接后为电流源模块的输出端；比较器模块，其正相输入端接参考电压，其反相输入端接负载电阻模块的一端及电流源模块的输出端，输出模拟电压信号；负载电阻模块，其另一端与电流源模块共同接地；及，反馈电阻模块，接在比较器模块反相输入端和输出端之间。进一步地，输出电流值为I且受控于低位部分二进制码的电流源阵列包括：n路电流值为I的电流源支路，每路电流源支路串接有开关管，各开关管受控于低位部分二进制码的一位编码，R-2R网络包括n-1个第一电阻和n-2个第二电阻，第m个第一电阻接在第1路电流源支路输出端和地之间，第p个第二电阻接在第p路电流源输出端和第p+1路电流源输出端之间，0≤m≤n-1，0≤p≤n-2，当m＝0时第一电阻的阻值为R，当0<m<n时第一电阻的阻值为2R。进一步地，输出电流值为2I且受控于高位部分温度计码的电流源阵列包括2^m-1路电流值为2I的电流源支路，每路电流源支路串接有开关管，各开关管受控于高位部分温度计码的一位编码。进一步的，比较器模块包括基于运算放大器的比较器，比较器的正相输入端接入参考电压Vref。进一步的，反馈电阻模块包括反馈电阻Rf，反馈电阻Rf的一端与所述比较器模块反相输入端相接，反馈电阻Rf的另一端与所述比较器模块的输出端相接。进一步的，负载电阻模块包括负载电阻R1，负载电阻R1的一端与所述比较器模块反相输入端相接，负载电阻R1的另一端接地。进一步地，基于混合编码的电流舵型数模转换器的输出电压Vout为：合理的选取比较器模块正相输入端接入的参考电压Vref、I、负载电阻模块的阻值R1、反馈电阻模块的阻值Rf，就可以让数模转换器的模拟输出电压处于所需要的范围。本专利技术采用上述技术方案，具有以下有益效果：本专利技术提出了一种基于混合编码的电流舵型数模转换器，通过译码电路将二进制码的数字输入信号转换为高位部分温度计码与低位部分二进制码混合编码的数字控制信号，将传统的电流值成二进制倍数关系的电流源阵列转换为电流值相同的电流源，并采用混合编码数字信号进行控制，由于电流源阵列中的电阻值和电流值均为单一值，所以电流源阵列的电流失配相对比较小，进而有效提高电流舵型数模转换器的转换精度。附图说明图1为本专利技术提出的一种基于混合编码的电流舵型数模转换器的电路结构图。图2为本专利技术实施例涉及的译码电路的原理图。图3为本专利技术实施例提出的一种基于混合编码的电流舵型数模转换器的电路原理图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例都属于本专利技术保护的范围。另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。如图1所示，本专利技术提出的一种基于混合编码的电流舵型数模转换器，包括译码电路、电流源模块、比较器模块、负载电阻模块与反馈电阻模块，译码电路的输入端接入数字输入信号，译码电路的输出端与电流源模块的输入端相连，电流源模块的输出端与比较器模块的反相输入端相连，比较器模块的正相输入端接参考电压Vref，比较器模块的输出端与反馈电阻模块的一端相连，反馈电阻模块的另一端与比较器模块的反相输入端和负载电阻模块相连，译码电路将二进制码的数字输入信号转换为高位部分温度计码与低位部分二进制码的混合编码数字控制信号。其中，数模转换器的二进制码的数字输入信号为n+m位，低位部分n位，高位部分m位，n、m为大于等于1的自然数。如图2和图3所示，译码电路将n+m位二进制码的数字输入信号的低位部分n位二进制码的数字输入信号转换为K0、K1···Kn-1的n位二进制码的数字控制信号，将高位部分m位二进制码的数字输入信号转换为S1、S2···S2^m-1的2^m-1位温度计码的数字控制信号。将传统的电流值成二进制倍数关系的电流源阵列转换为电流值为单一值的电流源，并用高位部分温度计码低位部分二进制码的混合编码数字信号进行控制，由于电流源阵列中电阻值和电流值均为单一值，使得电流源阵列的电流失配相对比较小，进而有效提高的数模转换器的转换精度。...

【技术保护点】
1.一种基于混合编码的电流舵型数模转换器，其特征在于，包括：/n译码电路，其输入端接二进制数字信号，将二进制数字信号转换为高位部分温度计码低位部分二进制码的混合编码数字控制信号后输出；/n电流源模块，包含输出电流值为I且受控于低位部分二进制码的电流源阵列，和，输出电流值为2I且受控于高位部分温度计码的电流源阵列，输出电流值为I的电流源阵列的输出端与地之间接有R-2R网络，两个电源阵列的输出端并接后为电流源模块的输出端；/n比较器模块，其正相输入端接参考电压，其反相输入端接负载电阻模块的一端及电流源模块的输出端，输出模拟电压信号；/n负载电阻模块，其另一端与电流源模块共同接地；及，/n反馈电阻模块，接在比较器模块反相输入端和输出端之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于混合编码的电流舵型数模转换器，其特征在于，包括：
译码电路，其输入端接二进制数字信号，将二进制数字信号转换为高位部分温度计码低位部分二进制码的混合编码数字控制信号后输出；
电流源模块，包含输出电流值为I且受控于低位部分二进制码的电流源阵列，和，输出电流值为2I且受控于高位部分温度计码的电流源阵列，输出电流值为I的电流源阵列的输出端与地之间接有R-2R网络，两个电源阵列的输出端并接后为电流源模块的输出端；
比较器模块，其正相输入端接参考电压，其反相输入端接负载电阻模块的一端及电流源模块的输出端，输出模拟电压信号；
负载电阻模块，其另一端与电流源模块共同接地；及，
反馈电阻模块，接在比较器模块反相输入端和输出端之间。


2.根据权利要求1所述一种基于混合编码的电流舵型数模转换器，其特征在于，所述译码电路将二进制数字信号低位部分的n位二进制码转换为K0、K1，···，Kn-1的n位二进制码的数字控制信号，将二进制数字信号高位部分的m位二进制码转换为S1、S2，···，S2^m-1的2^m-1位温度计码的数字控制信号，n、m为大于或等于1的自然数。


3.根据权利要求2所述一种基于混合编码的电流舵型数模转换器，其特征在于，所述输出电流值为I且受控于低位部...

【专利技术属性】
技术研发人员：董蕾，王立峰，易真翔，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32