高速电流舵DAC电路制造技术

本发明专利技术公开了一种高速电流舵DAC电路，该电路包括：偏置电路模块、电流源阵列、译码器模块、锁存器控制阵列、电流源控制阵列；电流源阵列和偏置电路模块由高压器件实现，译码器模块、锁存器控制阵列、以及电流源控制阵列均由低压器件实现；电流源阵列用于基于参考电流产生N路电流；偏置电路模块用于为电流源阵列提供偏置电压，以使电流源阵列中的每路电流均与所述参考电流一致；译码器模块用于对数字信号进行译码，输出译码信号；锁存器控制阵列用于根据所述译码信号控制电流源控制阵列工作；电流源控制阵列用于依次控制电流源阵列中的各路电流流过电阻，以输出模拟电压信号。本发明专利技术方案可有效提高DAC速度，提高多路逻辑电路的同步性。同步性。同步性。

【技术实现步骤摘要】
高速电流舵DAC电路


[0001]本专利技术涉及电路
，具体涉及一种高速电流舵DAC电路。

技术介绍

[0002]数模转换器(Digital to Analog Convertor，DAC)是将数字信号转成模拟信号的器件。DAC的输入是一个码字，它由数字信号处理系统产生的并行二进制信号组成。利用基准电压或基准电流，将并行二进制信号转换成等价的模拟信号，该模拟信号经过滤波和放大后，被应用于模拟信号处理系统，在信号发射系统中起着关键的作用。随着通信技术的发展，对DAC的速度与精度提出了更高的要求，电流舵(Current Steering，CS)DAC使这一矛盾得到了有效的缓解。不同于其他结构的DAC，电流舵DAC结构简单，由二进制电流源或者电流源矩阵，再加上二进制数控制的电流开关构成。
[0003]传统的电流舵DAC大都存在以下问题：
[0004](1)采用高压器件，速度较慢，交叉点电压(即电平发生跳变时的电压)较高，会使电流镜阵列开关同时关断导致电流源转换速度变慢；需要额外电路来降低交叉点电压，结构复杂，并且存在时序不一致的问题。
[0005](2)存在电流镜失配问题，导致DAC精度较低。
[0006](3)电流源偏置电流存在过冲问题，可能使开关器件击穿。

技术实现思路

[0007]本专利技术实施例提供一种高速电流舵DAC电路，以解决上述现有的电流舵DAC电路存在的一种或多种问题。
[0008]为此，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0009]一种高速电流舵DAC电路，所述电路包括：偏置电路模块、电流源阵列、译码器模块、锁存器控制阵列、电流源控制阵列；所述电流源阵列和所述偏置电路模块由高压器件实现，所述译码器模块、锁存器控制阵列、以及电流源控制阵列均由低压器件实现；
[0010]所述电流源阵列，用于基于基准电流源产生多路电流源；
[0011]所述偏置电路模块，用于为所述电流源阵列提供偏置电压，以使所述电流源阵列中的每路电流源按照设定比例镜像所述基准电流；
[0012]所述译码器模块，用于对数字信号进行译码，输出译码信号；
[0013]所述锁存器控制阵列，用于锁存所述译码信号并控制所述电流源控制阵列工作；
[0014]所述电流源控制阵列，用于依次控制所述电流源阵列中的各路电流流过电阻，以输出模拟电压信号。
[0015]可选地，所述偏置电路模块包括两路偏置电路，分别为第一偏置电路和第二偏置电路，所述第一偏置电路为所述电流源阵列中高N1路电流源阵列提供偏置电压，所述第二偏置电路为所述电流源阵列中低N2路电流源阵列提供偏置电压，N1+N2＝N，N为所述电流源阵列中电流源的总路数。
[0016]可选地，每路所述偏置电路向一路电流源输出两个偏置电压。
[0017]可选地，所述译码器模块对所述数字信号的低位和高位采用不同的译码方式进行译码。
[0018]可选地，所述译码器模块包括：二进制译码器和温度计译码器；
[0019]所述二进制译码器，用于对低位数字信号进行译码；
[0020]所述温度计译码器，用于对高位数字信号进行译码。
[0021]可选地，所述数字信号为N位；所述二进制译码器对所述数字信号的低N1位进行译码，所述温度计译码器对所述数字信号的高N2位进行译码，N1+N2＝N，N2≥N1。
[0022]可选地，所述锁存器控制阵列包括多路锁存器，每路锁存器与所述译码器模块的一个输出端相连接。
[0023]可选地，所述电流源控制阵列包括多路控制开关，每路控制开关与一路锁存器的输出端及所述电流源阵列的一路电流源输出端相连接，用于根据与其连接的锁存器的输出信号控制与其相连的一路电流源输出或断开。
[0024]可选地，所述每路控制开关为由第一PMOS管和第二PMOS管组成的差分开关。
[0025]可选地，所述电路还包括：偏置电流检测模块，用于控制所述偏置电路模块输出的偏置电流。
[0026]可选地，所述偏置电流检测模块包括：
[0027]电压采集单元，用于采集所述偏置电路模块输出的偏置电流，生成监测电压；
[0028]比较器，用于比较所述监测电压和基准电压，在所述监测电压大于所述基准电压的情况下，向所述偏置电路模块反馈高电平。
[0029]可选地，所述电路还包括：带隙基准模块，用于提供所述基准电流源和所述基准电压。
[0030]一种芯片，包括上面所述的高速电流舵DAC电路。
[0031]本专利技术实施例提供的高速电流舵DAC电路，偏置电路模块和电流源阵列模块采用高压器件，其余模块均采用低压器件。由于低压器件上升下降时间较快，因此可有效提高DAC速度，解决交叉点电压过高使电流镜阵列开关同时关断导致电流源转换速度变慢的问题。而且，相对于高压器件DAC需要采用降低交叉点电压电路来实现的方案，本专利技术方案可以简化电路，在提升DAC转换速度的同时，提高了多路逻辑电路的同步性。
[0032]进一步地，将偏置电路模块中高低位偏置电压分开进行匹配，可以方便版图匹配，减小电流镜失配，可有效提升DAC精度。
[0033]进一步地，利用偏置电流检测模块，可限制电流源偏置电流大小，防止电流过大产生过冲，避免低压器件开关被击穿，提升了电路的安全性和可靠性。
附图说明
[0034]图1是本专利技术实施例提供的电流舵DAC电路的一种原理结构示意图；
[0035]图2是本专利技术实施例中采用一路偏置电路为电流源阵列提供偏置电压的结构示意图；
[0036]图3是本专利技术实施例中采用两路偏置电路为电流源阵列提供偏置电压的结构示意图；
[0037]图4是本专利技术实施例提供的电流舵DAC电路的一种具体应用结构示意图；
[0038]图5是本专利技术实施例提供的电流舵DAC电路的另一种原理结构示意图；
[0039]图6是本专利技术实施例中偏置电流检测模块的一种结构示意图；
[0040]图7是利用本专利技术实施例提供的高速电流舵DAC电路进行仿真测试得到的DAC仿真结果；
[0041]图8是利用传统的采用高压器件及一路偏置设计的电流舵DAC电路的仿真结果。
具体实施方式
[0042]为使本专利技术的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。
[0043]电流舵DAC是通过输入数字信号序列来控制不同位权电流源产生的电流的输出，从而将数字信号转换为相应的模拟电压信号。工作过程是使用有源设备形成电流源网络，并使用输入的信号序列来控制相应的开关以门控相应的电流源分支来输出不同的结果。
[0044]针对现有的电流舵DAC电流源转换速度低、电路复杂等问题，本专利技术实施例提供一种高速电流舵DAC电路，偏置电路模块和电流源阵列模块采用高压器件，其余模块均采用低压器件。
[0045]如图1所示，是本专利技术实施例提供的电流舵DAC电路的一种原理结构示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速电流舵DAC电路，其特征在于，所述电路包括：偏置电路模块、电流源阵列、译码器模块、锁存器控制阵列、电流源控制阵列；所述电流源阵列和所述偏置电路模块由高压器件实现，所述译码器模块、锁存器控制阵列、以及电流源控制阵列均由低压器件实现；所述电流源阵列，用于基于基准电流源产生多路电流源；所述偏置电路模块，用于为所述电流源阵列提供偏置电压，以使所述电流源阵列中的每路电流源按照设定比例镜像所述基准电流；所述译码器模块，用于对数字信号进行译码，输出译码信号；所述锁存器控制阵列，用于锁存所述译码信号并控制所述电流源控制阵列工作；所述电流源控制阵列，用于依次控制所述电流源阵列中的各路电流流过电阻，以输出模拟电压信号。2.根据权利要求1所述的高速电流舵DAC电路，其特征在于，所述偏置电路模块包括两路偏置电路，分别为第一偏置电路和第二偏置电路，所述第一偏置电路为所述电流源阵列中高N1路电流源阵列提供偏置电压，所述第二偏置电路为所述电流源阵列中低N2路电流源阵列提供偏置电压，N1+N2＝N，N为所述电流源阵列中电流源的总路数。3.根据权利要求2所述的高速电流舵DAC电路，其特征在于，每路所述偏置电路向一路电流源输出两个偏置电压。4.根据权利要求1所述的高速电流舵DAC电路，其特征在于，所述译码器模块对所述数字信号的低位和高位采用不同的译码方式进行译码。5.根据权利要求4所述的高速电流舵DAC电路，其特征在于，所述译码器模块包括：二进制译码器和温度计译码器；所述二进制译码器，用于对低位数字信号进行译码；所述温度计译码器，用于对高位数字信号进...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙浩，吕洁洁，陈光胜，
申请(专利权)人：上海东软载波微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：