【技术实现步骤摘要】
一种无约束张弛型数模转换器
[0001]本专利技术属于数字数模转换器
,具体涉及一种无约束张弛型数模转换器。
技术介绍
[0002]传统的全数字DAC一般采用数字时间转换器(Digital
‑
to
‑
Time Converters,DTCs)结构,由数字脉冲宽度调制(digital
‑
pulse width modulation,DPWM)方法实现。但基于PWM实现的全数字DAC时间利用率低。文献《Relaxation digital
‑
to
‑
analogue converter》中提出了一种张弛型数模转换器(Relaxation DAC,ReDAC),解决了传统PWM实现的全数字DAC转换时间成本高的问题。
[0003]Relaxation DAC(ReDAC)的本质是根据二进制编码控制三态缓冲器的输出,从而对一阶RC网络中的电容进行充放电控制,电容两端的电压即为DAC的输出电压。三态缓冲器控制电容充放电的原理如图1所示,A为信号输入端口,为三态缓冲器高阻态使能信号。三态缓冲器主要由两个PMOS管(P1、P2)和两个NMOS管(N1、N2)组成。当为低电平时,P1和N2都导通,三态缓冲器相当于GPIO。在该状态下,当A输入高电平时,P2导通、N1截止,VDD电压高于电容电压,构成拉电流,电容充电。当A输入低电平时,P2截止、N1导通,构成灌电流,电容通过两个NMOS管放电。当为高电平时,P1和N2均截止,内部相 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无约束张弛型数模转换器,其特征在于,包括:存储模块(1)、电压编码获取模块(2)、移位寄存器(3)、三态缓冲器控制模块(4)、三态缓冲器(5)、一阶RC网络(6);所述存储模块(1)用于存储电压编码集,所述电压编码集为2
N
‑
1个电压编码构成的集合,电压编码为二进制码流,每个电压编码对应一个输出电压,输出电压的范围为(0,V
DD
),V
DD
为三态缓冲器(5)输出高电平时的电压;N为数字DAC的位数;所述电压编码获取模块(2)用于根据数字输入D
in
获取期望的输出电压对应的电压编码,并传输至移位寄存器(3);所述移位寄存器(3)在时钟信号CLK的控制下对存储的数据进行移位,并输出至三态缓冲器(5);所述三态缓冲器控制模块(4)根据期望输出电压对应的电压编码长度和时钟信号CLK的周期T确定三态缓冲器(5)高阻态使能信号的电平;所述一阶RC网络(6)根据三态缓冲器(5)输出电平进行充放电;当传输至移位寄存器(3)中的电压编码为(b1,b2,
…
,b
n
)时,nT时刻一阶RC网络中电容两端电压V
C,n
为:其中Q1=V
DD
(1
‑
σ),τ为一阶RC网络的时间常数。2.根据权利要求1所述的无约束张弛型数模转换器,其特征在于,所述电压编码集中电压编码的构建方法包括如下步骤:步骤1、构建种群数量为J的粒子群,每个粒子的位置p
j,1
随机初始化为一维向量,p
j,1
=(b
j,1
),位置码元b
j,1
为0或1的随机数;j=1,2,
…
,J;在[v
min
,v
max
]区间随机初始化每个粒子的速度增量v
j,1
,v
min
,v
max
分别为预设的粒子速度最小值和最大值;初始化迭代次数d=1;初始化每个粒子的个体最优位置p
j,best
为粒子的初始位置p
j,1
;随机选取一个粒子的位置作为群体最优位置g
best
;步骤2、计算每个粒子的适应度,第j个粒子在第d次迭代的适应度fit
j,d
为:fit
j,d
=|V
C,j,d
‑
V
C
|;其中V
C
为期望的输出电压;V
C,j,d
为根据第j个粒子在第d次迭代的位置p
j,d
计算得到的输出电压,其中V
C,0
为一阶RC网络中电容的初始电压;p
j,d
=(b
j,1
,b
j,2
,
…
,b
j,d
),Q1=V
DD
(1
‑
σ),V
DD
表示三态缓冲器输出高电平时的电压;τ为一阶RC网络的时间常数;T为时钟信号CLK的周期;步骤3、更新每个粒子的个体最优位置和粒子群的群体最优位置:遍历粒子群中的每个粒子,如果第j个粒子的个体最优位置p
best,j
对应的适应度fit
j,best
>fit
j,d
,将第j个粒子的个体最优位置p
j,best
更新为p
j,d
;如果粒子群的群体最优位置g
best
对应的适应度fit
best
>fit
j,d
,将...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱勤华,马国军,李明泽,王璐,吴俊,仲重光,张龙,
申请(专利权)人:江阴捷芯电子科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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