数模转换电路与数模转换器制造技术

本申请提供了一种数模转换电路与数模转换器。该数模转换电路包括：负载阵列，包括电连接的N位负载，其中，第i位负载包括M个负载单元，第i位负载的等效负载值为2

【技术实现步骤摘要】
数模转换电路与数模转换器


[0001]本申请涉及电子电路领域，具体而言，涉及一种数模转换电路与数模转换器。

技术介绍

[0002]数模转换器(DAC)电路，是数字信号和模拟信号之间转换的桥梁。作为单独模块，或者模数转换器(ADC)的一部分，广泛应用于通讯、传感、多媒体等领域。微分非线性(DNL)属于DAC的静态性能参数，是指每个理想输出台阶与实际台阶的差值，如图1所示，体现数字输入码对应的模拟输出范围的大小。
[0003]对于DAC电路，DNL往往是由制造工艺决定。半导体制造过程中的工艺误差与随机误差都会导致单位原件失配，从而导致不同位(Bit)权重非线性，导致DNL过大。
[0004]目前针对制造过程带来的误差，常用校准算法来抑制。前台校准可以来减小DNL，具体方法是在DAC芯片出厂前输入已知的数字码，通过理想输出和实际输出的对比得到误差函数，将误差函数输入较码器中存储，后续数字码输入通过较码器处理，再输入到DAC中，获得与理想DAC较为接近的输出曲线。但是此种方法，只能调整一次，不能很好应对芯片工作环境变化，且需要增加复杂的外围电路。
[0005]另一种解决方法是采用开关切换的方法来降低DNL，传统DAC开关切换方式如图2所示，对常见的二进制电荷分享型DAC来说，以四位DAC为例，电路最大DNL容易发生在0111到1000两个相邻数字输入码之间，这是因为在这两个码切换的过程中，所有的电容(8C、4C、2C和C)都完成了切换。我们认为在制造过程中单位电容的偏差可以用C
±
ΔC来表示，最坏情况MSB(最高位)的8个电容全部偏大，低位8个电容全部偏小，一般可以将最大DNL表示为：
[0006][0007]即传统的开关切换方式相邻数字码之间进行切换时，需要翻转的电容数量较多，造成DNL较大。
[0008]因此，目前亟需解决的技术问题是现有技术中数模转换器的微分非线性过大的问题。

技术实现思路

[0009]本申请的主要目的在于提供一种数模转换电路与数模转换器，以解决现有技术中数模转换器的微分非线性过大的问题。
[0010]为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种数模转换电路，所述数模转换电路包括负载阵列和逻辑控制模块，所述负载阵列包括电连接的N位负载，其中，第i位负载包括M个负载单元，所述第i位负载的等效负载值为2
i
‑1L，i
‑
2≤M≤2
i
‑1，2<i≤N，N≥3，L表征单位负载；逻辑控制模块，包括输入端和输出端，所述逻辑控制模块的输出端与所述负载阵列电连接，所述逻辑控制模块根据所述输入端输入的控制信号输出电平信号，以控制所述负载阵列中的部分所述负载单元的连接状态。
[0011]进一步地，所述第i位负载包括2
i
‑1‑2i
‑3个负载单元。
[0012]进一步地，所述负载单元包括第一负载单元和第二负载单元，所述第一负载单元和所述第二负载单元的等效负载值分别为2L和L。
[0013]进一步地，所述第一负载单元的数量为2
i
‑3个，所述第二负载单元的数量为2
i
‑2个。
[0014]进一步地，所述负载单元以2L、L、L排列方式电连接。
[0015]进一步地，所述负载阵列为电容阵列，或开关管阵列，或电阻阵列。
[0016]进一步地，所述逻辑控制模块为逻辑控制电路，所述逻辑控制电路包括或运算和与运算。
[0017]进一步地，所述逻辑控制电路包括N个输入端，所述逻辑控制电路通过所述N个输入端输入N位控制信号，所述控制信号为二进制码，当输入相邻二进制码的控制信号时，所述电平信号控制负载阵列中改变连接状态的负载单元的数量最少。
[0018]根据本申请的又一个方面，提供了一种数模转换器，所述数模转换器包括任意一种所述的数模转换电路。
[0019]进一步地，所述数模转换器还包括：单位负载L，所述单位负载L与所述电容阵列并联；放大器，所述放大器的正输入端与所述单位负载的第一端电连接，所述放大器的负输入端与所述放大器的输出端电连接。
[0020]应用本申请的技术方案，通过设置数模转换电路包括负载阵列，负载阵列包括M个负载单元，第i位负载的等效负载值为L，i
‑
2≤M≤，2<i≤N，N≥3，L表征单位负载，逻辑控制模块根据输入端输入的控制信号输出电平信号，以控制负载阵列中的部分负载单元的连接状态，以实现在输入端输入的数字信号进行切换时，改变状态的负载单元的数量最小，进而降低DAC的微分非线性。
附图说明
[0021]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0022]图1示出了数模转换器的DNL示意图；
[0023]图2示出了现有技术中的DAC开关切换方式示意图；
[0024]图3示出了根据本申请的实施例的电容阵列4位数模转换器示意图；
[0025]图4示出了根据本申请的实施例的电阻阵列4位数模转换器示意图；
[0026]图5示出了根据本申请的实施例的开关管阵列4位数模转换器示意图。
[0027]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0028]10、单位电容；20、开关器件；30、放大器；100、DAC电路；110、逻辑控制电路；120、最高位电容；130、次高位电容。
具体实施方式
[0029]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0030]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0031]需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0032]应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数模转换电路，其特征在于，所述数模转换电路应用于N位DAC，所述数模转换电路包括：负载阵列，包括电连接的N位负载，其中，第i位负载包括M个负载单元，所述第i位负载的等效负载值为2
i
‑1L，i
‑
2≤M≤2
i
‑1，2<i≤N，N≥3，L表征单位负载；逻辑控制模块，包括输入端和输出端，所述逻辑控制模块的输出端与所述负载阵列电连接，所述逻辑控制模块根据所述输入端输入的控制信号输出电平信号，以控制所述负载阵列中的部分所述负载单元的连接状态。2.根据权利要求1所述的数模转换电路，其特征在于，所述第i位负载包括2
i
‑1‑2i
‑3个负载单元。3.根据权利要求1所述的数模转换电路，其特征在于，所述负载单元包括第一负载单元和第二负载单元，所述第一负载单元和所述第二负载单元的等效负载值分别为2L和L。4.根据权利要求3所述的数模转换电路，其特征在于，所述第一负载单元的数量为2
i
‑3个，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨超，曾许英，胡万成，胡眺，
申请(专利权)人：湖南国科微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：