电流源阵列及其构造方法、电流型数模转换器技术

本公开提供了一种用于电流型数模转换器的电流源阵列及其构造方法、电流型数模转换器，电流源阵列包括多个电流源，电流源阵列被划分为呈中心对称分布的四个子阵列；其中，每个电流源包括四个子电流源，该四个子电流源分别排布于四个子阵列，电流源的每个子电流源对应排布于一个子阵列，且电流源对应的四个子电流源呈中心对称分布。流源呈中心对称分布。流源呈中心对称分布。

【技术实现步骤摘要】
电流源阵列及其构造方法、电流型数模转换器


[0001]本公开涉及数模转换器
，特别涉及一种用于电流型数模转换器的电流源阵列的构造方法及电流源阵列、电流型数模转换器。

技术介绍

[0002]随着数字技术的不断发展，数模转换器(Digital to Analog Converter，DAC)作为数字信号和模拟信号之间的桥梁，在许多信号处理和通信系统中发挥着重要作用。而电流舵型数模转换器由于自身结构的优越性，一直是高速高精度应用系统中DAC的最佳选择。但在纳米工艺下的工艺偏差、温度漂移等造成的器件失配降低了电流舵型数模转换器整体性能，限制了电流舵型数模转换器的发展。
[0003]理想的电流舵型DAC需要2N个理论上相同的电流源，精确的电流源是保证电路性能的关键。但是在器件制造过程中由于工艺偏差导致晶体管的工艺误差是不可避免的，从而影响到电流源的输出电流，使MOS电流镜不能精确的复制目标电流，造成电路性能的严重下降，典型的工艺参数误差包括氧化层厚度、MOS器件的宽度和沟道长度等。
[0004]而DAC的位数每增加一位，如果考虑随机误差对电流源匹配的要求，单位电流源的面积也要增加大约两倍，即DAC的电流源阵列面积就会增加四倍，这样和空间位置相关的梯度误差就会增大。因此，在高速高精度的电流舵DAC设计中需要考虑电流源阵列中的梯度误差。
[0005]而由于掺杂浓度梯度和氧化层厚度梯度等工艺原因导致的电流源系统误差与电流源所处的空间位置相关，而这种梯度误差又分为线性梯度误差(一次梯度误差)和二次梯度误差，这种误差会随着电流源阵列面积的增大而增加。
[0006]其中，电流源阵列的梯度误差主要决定了数模转换器的INL(Integral Non
‑
Linearity，积分非线性误差)，随着电流源阵列面积的增大，DAC的积分非线性误差将会明显提升。

技术实现思路

[0007]本公开提供一种用于电流型数模转换器的电流源阵列的构造方法及电流源阵列、电流型数模转换器。
[0008]第一方面，本公开实施例提供一种用于电流型数模转换器的电流源阵列的构造方法，包括：
[0009]将电流源阵列构造为包括呈中心对称分布的四个子阵列；
[0010]将多个电流源中的每个电流源构造为由对应的四个子电流源组成；
[0011]将每个电流源对应的所述四个子电流源分别排布于所述四个子阵列，所述电流源的每个所述子电流源对应排布于一个所述子阵列，且所述电流源对应的所述四个子电流源呈中心对称分布。
[0012]在一个可能的实施例中，在所述将每个电流源对应的所述四个子电流源分别排布
于所述四个子阵列之后，所述构造方法还包括：
[0013]对于任意一个所述子阵列，获取所述子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差；
[0014]根据所述子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差，确定所述子阵列中每个子电流源对应的导通顺序。
[0015]在一个可能的实施例中，所述根据所述子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差，确定所述子阵列中每个子电流源对应的导通顺序，包括：
[0016]根据所述子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差，获取所述子阵列的平均梯度误差；
[0017]获取所述子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差与所述平均梯度误差之间的相对梯度误差；
[0018]根据所述子阵列中每个子电流源对应的所述相对梯度误差，确定所述子阵列中每个子电流源对应的导通顺序。
[0019]在一个可能的实施例中，所述获取所述子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差，包括：
[0020]针对所述子阵列中的每个子电流源，根据所述子电流源在所述子阵列中的位置和所述电流源阵列的中心点的位置，计算所述子电流源与所述中心点的距离；
[0021]基于二次梯度误差模型，根据所述距离计算所述子电流源对应的二次梯度误差。
[0022]在一个可能的实施例中，所述二次梯度误差模型包括：
[0023]δ
q
(x，y)＝g
q
*d
‑
a0[0024]其中，δ
q
(x，y)表示所述子电流源对应的二次梯度误差，g
q
、a0为常系数，d表示所述子电流源与所述中心点的距离。
[0025]在一个可能的实施例中，所述根据所述子阵列中每个子电流源对应的所述相对梯度误差，确定所述子阵列中每个子电流源对应的导通顺序，包括：
[0026]将所述子阵列对应的所述相对梯度误差中最大值对应的子电流源确定为导通顺序位于第1位的子电流源；
[0027]确定所述子阵列中剩余未确定导通顺序的子电流源所对应的所述相对梯度误差中与INL
n
‑1之和的绝对值最小的相对梯度误差，并将该相对梯度误差所对应的子电流源确定为导通顺序位于第n位的电流源；
[0028]其中，INL
n
‑1表示已确定导通顺序位于第1位至第n
‑
1位的子电流源所对应的所述相对梯度误差的累加值，n大于或等于2。
[0029]在一个可能的实施例中，所述根据所述子阵列中每个子电流源对应的所述相对梯度误差，确定所述子阵列中每个子电流源对应的导通顺序，包括：
[0030]将所述子阵列对应的所述相对梯度误差中最小值对应的子电流源确定为导通顺序位于第1位的子电流源；
[0031]确定所述子阵列中剩余未确定导通顺序的子电流源所对应的所述相对梯度误差中与INL
n
‑1之和的绝对值最小的相对梯度误差，并将该相对梯度误差所对应的子电流源确定为导通顺序位于第n位的电流源；
[0032]其中，INL
n
‑1表示已确定导通顺序位于第1位至第n
‑
1位的子电流源所对应的所述
相对梯度误差的累加值，n大于或等于2。
[0033]第二方面，本公开实施例提供一种用于电流型数模转换器的电流源阵列，包括：多个电流源，所述电流源阵列被划分为呈中心对称分布的四个子阵列；
[0034]其中，每个电流源包括四个子电流源，所述四个子电流源分别排布于所述四个子阵列，所述电流源的每个所述子电流源对应排布于一个所述子阵列，且所述电流源对应的所述四个子电流源呈中心对称分布。
[0035]在一个可能的实施例中，所述电流源对应的所述四个子电流源并联设置，所述电流源对应的每个子电流源的输出电流大小为所述电流源的输出电流大小的四分之一。
[0036]在一个可能的实施例中，对于任意一个所述子阵列，在该子阵列中，导通顺序位于第1位的子电流源为该子阵列中对应的相对梯度误差最大或最小的子电流源；
[0037]导通顺序位于第n位的电流源为在该子阵列中剩余未确定导通顺序的子电流源所对应的相对梯度误差中，与INL
n
‑1之和的绝对值最小的相对梯度误差所对应的子电流源；
[0038]其中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电流型数模转换器的电流源阵列，其特征在于，所述电流源阵列包括多个电流源，所述电流源阵列被划分为呈中心对称分布的四个子阵列；其中，每个电流源包括四个子电流源，所述四个子电流源分别排布于所述四个子阵列，所述电流源的每个所述子电流源对应排布于一个所述子阵列，且所述电流源对应的所述四个子电流源呈中心对称分布。2.根据权利要求1所述的电流源阵列，其特征在于，所述电流源对应的所述四个子电流源并联设置，所述电流源对应的每个子电流源的输出电流大小为所述电流源的输出电流大小的四分之一。3.根据权利要求1所述的电流源阵列，其特征在于，对于任意一个所述子阵列，在该子阵列中，导通顺序位于第1位的子电流源为该子阵列中对应的相对梯度误差最大或最小的子电流源；导通顺序位于第n位的电流源为在该子阵列中剩余未确定导通顺序的子电流源所对应的相对梯度误差中，与INL
n
‑1之和的绝对值最小的相对梯度误差所对应的子电流源；其中，所述INL
n
‑1表示已确定导通顺序位于第1位至第n
‑
1位的子电流源所对应的相对梯度误差的累加值，n大于或等于2，所述子电流源对应的相对梯度误差为所述子电流源对应的二次梯度误差和所在子阵列的平均梯度误差之间的差值；所述子阵列的平均梯度误差为所述子阵列中的子电流源对应的二次梯度误差的平均值，所述二次梯度误差是根据预先配置的二次梯度误差模型计算得到的。4.根据权利要求3所述的电流源阵列，其特征在于，在所述电流源阵列中，针对每个所述电流源，所述电流源对应的四个子电流源对应的导通顺序相同。5.一种用于电流型数模转换器的电流源阵列的构造方法，其特征在于，包括：将电流源阵列构造为包括呈中心对称分布的四个子阵列；将多个电流源中的每个电流源构造为由对应的四个子电流源组成；将每个电流源对应的所述四个子电流源分别排布于所述四个子阵列，所述电流源的每个所述子电流源对应排布于一个所述子阵列，且所述电流源对应的所述四个子电流源呈中心对称分布。6.根据权利要求5所述的构造方法，其特征在于，在所述将每个电流源对应的所述四个子电流源分别排布于所述四个子阵列之后，所述构造方法还包括：对于任意一个所述子阵列，获取所述子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差；根据所述子...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁天，蔡晓伟，曹涛，
申请(专利权)人：广州全盛威信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：