【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于集成电路设计与应用，尤其涉及一种数模转换器的dem译码方法及数模转换器。
技术介绍
1、数模转换器，是一种将数字信号转化为模拟信号的芯片，承担着数字域与模拟域桥梁的作用。近年来，随着5g通信、雷达等领域的快速发展，对数模转换器(dac)的要求越来越高，集中体现在两个方面，一是高速，二是高精度。在众多dac类型中，电流舵dac有着与生俱来的高速高精度特点，在这种应用背景与需求下，采用一种合适的温度计译码方法及电路对实现高性能的dac芯片具有重要的意义。
2、由于生产和制造工艺下偏差、工作温度、电压的不一致，芯片元件的晶体管尺寸、阈值电压和电阻阻值等会出现失配，电流舵dac的精度受到了不同电流源之间失配误差的限制。由于非理想的电流源开关，另外还包括不同位开关控制信号之间传输延时不同，这样使得在输入数字码跳变时，输出端在开关的瞬间产生一些尖峰，这些都会严重影响系统的性能。为解决以上问题，目前在高速dac中普遍采用数据同步技术，这种技术可以抵消在实际传输过程中所积累的延时误差，但是实际芯片版图设计中总是存在时钟布线所造成的传输路径不等长的情况。除此之外，不同电流源单元之间寄生负载存在不平衡，在实际电路中存在时序失配，这种时序失配引入的毛刺是与输入码字的差异密切相关的，特别容易受到实际版图中布局布线的影响。另外一种方法是电流源校准技术，可有效降低系统误差和随机误差，提高dac的精度，但是芯片面积将会大大的增加。
3、二进制加权电流舵dac的原理如摘要附图1所示。由图1可看出，二进制加权电流舵dac由m
4、vout＝-ioutr＝-ir(b0+2b1+....+2n-1bn-1) (公式1)
5、公式1式中，i为lsb单位电流源的电流，iout为dac输出电流源，r表示放大器的反馈电阻，bn-1...b1，b0表示n-bit的二进制码，n表示输入位宽。由于二进制加权电流舵dac的加权网络由mos电流源组成，因此可以做到很高的速度，但是当输入位数增加时，msb位的电流源与lsb位的电流源的大小还是相差很大，当这种二进制权重的电流很大时，就会产生很大的静态误差，为了减少误差，高权重的输入码不能采用这种宽长比依次增大的模式。
6、温度计译码电流舵dac的原理如图2所示。如果一个分辨率为n位的电流舵dac，n位全部采用温度计译码，意味着需要2n-1个开关控制单位电流源，开关数量的增加不仅会造成版图布线的困难而且很难做到信号同步问题，众多的时馈通效应也会在dac输出产生毛刺，影响dac整体性能。
7、分段结构电流舵的原理如图3所示。采用二进制码合温度计码结合的方法，不仅解决了高低位电流源匹配问题，而且减少了开关的数量。选择合适的译码位数对电流舵dac的性能提升非常重要。
8、由于传统温度计译码器固定调用电流源的特性，会导致dac在输出端产生一个与输入强相关的误差，降低了dac的精度。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提出了一种数模转换器的dem译码方法，所述dem译码方法基于dem译码电路实现，所述dem译码电路包括动态伪随机二进制序列发生器和dem译码模块，所述dem译码模块的输出端与数模转换器的电流源阵列连接，所述动态伪随机二进制序列发生器生成7个伪随机码，dem译码模块通过7个伪随机码和7位温度计码控制数模转换器的电流源阵列。
2、具体地，7位温度计码包括第一温度计码和第二温度计码，第一温度计码为b2b2b1，用于控制a组的电流源u6～u4；第二温度计码为b2b2b1b0，用于控制b组的电流源u3～u0，所述第一或第二温度计码的某位为1，则对应位置的电流源被选中；初始状态下，第一温度计码的b2b2b1的对应位置的电流源为u6～u4，第二温度计码的b2b2b1b0的对应位置的电流源为u3～u0；
3、所述7个伪随机码包括随机步长(1)～(3)、随机方向(1)～(3)和随机组合(1)，随机步长(1)用于控制第一温度计码的随机移动的步数，随机步长(2)和(3)分别用于控制第二温度计码在第一步和第二步中随机移动的步数；随机方向(1)用于控制第一温度计码的随机移动的方向，随机方向(2)和(3)分别用于控制第二温度计码在第一步和第二步中随机移动的方向；随机组合(1)用于控制a组和b组的电流源整体组合的方式。
4、更进一步地，a组电流源译码过程具体为：输入第一温度计码b2b2b1至第一信号组合模块，由第一信号组合模块产生3组组合方式，并将3组组合方式发送给第一和第二数据选择器mux1和mux2，mux1和mux2均是3选1的数据选择器，通过随机步长(1)进行选择，第一和第二数据选择器mux1、mux2的输出连到第三数据选择器mux3的输入端，mux3为2选1的数据选择器，通过随机方向(1)进行选择，并经过一段固定延迟后输出。
5、更进一步地，b组电流源译码过程具体为：
6、第一步，输入第一温度计码b2b2b1至第二信号组合模块，由第二信号组合模块产生3组组合方式，并将3组组合方式发送给第三和第四数据选择器mux4和mux5，第三和第四数据选择器mux4和mux5均是3选1的数据选择器，通过随机步长(2)进行选择，第三和第四数据选择器mux4和mux5的输出连接到第六数据选择器mux6的输入端，第六数据选择器mux6是2选1的数据选择器，通过随机方向(2)进行选择；
7、第二步，b组第一步的输出信号和第二温度计码中的b0组合送到第七和第八数据选择器mux7和mux8的输入端，第七和第八数据选择器mux7和mux8均是4选1的数据选择器，通过随机步长(3)进行选择，第七和第八数据选择器mux7和mux8的输出连接到第九数据选择器mux9的输入端，第九数据选择器mux9是2选1的数据选择器，通过随机方向(3)进行选择。a组和b组的输出经过第四组合模块后一同送到第十数据选择器mux10的输入端，第十数据选择器mux10是2选1的数据选择器，通过随机组合(1)进行选择。
8、更进一步地，随机步长(1)和(2)为2位二进制数，其大小介于0到2之间，随机步长(3)为2位二进制数，其大小介于0到3之间；随机方向(1)、(2)和(3)为1位二进制数，为0时温度计码向右移动，为1时温度计码向左移动；随机组合(1)为1位二进制数为0表示a组在前，为1表示b组在前。
9、具体地，动态伪随机二进制序列发生器包括一个10位的线性反馈移位寄存器和一个反馈网络，每一位移位寄存器输出是否参加反馈逻辑由反馈系数ci(i＝0，1，2…10)决定的，当ci为0时，表示不参与反馈，当ci为1时，表示参与反馈。...
【技术保护点】
1.一种数模转换器的DEM译码方法，其特征在于，所述DEM译码方法基于DEM译码电路实现，所述DEM译码电路包括动态伪随机二进制序列发生器和DEM译码模块，所述DEM译码模块的输出端与数模转换器的电流源阵列连接，动态伪随机二进制序列发生器生成7个伪随机码，DEM译码模块通过7个伪随机码和7位温度计码控制数模转换器的电流源阵列。
2.根据权利要求1所述的数模转换器的DEM译码方法，其特征在于，7位温度计码包括第一温度计码和第二温度计码，第一温度计码为B2B2B1，用于控制A组的电流源U6～U4第二温度计码为B2B2B1B0，用于控制B组的电流源U3～U0，所述第一或第二温度计码的某位为1，则对应位置的电流源被选中；初始状态下，第一温度计码的B2B2B1的对应位置的电流源为U6～U4，第二温度计码的B2B2B1B0的对应位置的电流源为U3～U0
3.根据权利要求2所述的数模转换器的DEM译码方法，其特征在于，A组电流源译码过程具体为：输入第一温度计码B2B2B1至第一信号组合模块，由第一信号组合模块产生3组组合方式，并将3组组合方式发送给第一和第二数据选择器M
4.根据权利要求2所述的数模转换器的DEM译码方法，其特征在于，B组电流源译码过程具体为：
5.根据权利要求2所述的数模转换器的DEM译码方法，其特征在于，随机步长(1)和(2)为2位二进制数，其大小介于0到2之间，随机步长(3)为2位二进制数，其大小介于0到3之间；随机方向(1)、(2)和(3)为1位二进制数，为0时温度计码向右移动，为1时温度计码向左移动；随机组合(1)为1位二进制数，为0表示A组在前，为1表示B组在前。
6.根据权利要求1所述的数模转换器的DEM译码方法，其特征在于，动态伪随机二进制序列发生器包括一个10位的线性反馈移位寄存器和一个反馈网络，每一位移位寄存器输出是否参加反馈逻辑由反馈系数Ci(i＝0,1，2…10)决定的，当Ci为0时，表示不参与反馈，当Ci为1时，表示参与反馈。
7.根据权利要求3和4所述的数模转换器的DEM译码方法，其特征在于，A组电流源译码得到3种组合方式，B组电流源译码得到3*4＝12种，通过随机交换A组和B组的位置实现共计66种不同的组合方式。
8.一种数模转换器，所述数模转换器包括温度计译码电路和DEM译码器，所述数模转换器采用6+10的结构，低10位输入进行二进制加权译码，高6位输入进行DEM译码，所述DEM译码器执行权利要求1-7任一权利要求所述译码方法，温度计译码电路将3位二进制码b2b1b0转换为7位温度计码B2B2B1B2B2B1B0，其中b2对应温度计译码B2B2B2B2，若b2为0，则B2B2B2B2全为0，若b2为1，则B2B2B2B2全为1；b1对应温度计译码B1B1，b0对应温度计译码B0。
...【技术特征摘要】
1.一种数模转换器的dem译码方法，其特征在于，所述dem译码方法基于dem译码电路实现，所述dem译码电路包括动态伪随机二进制序列发生器和dem译码模块，所述dem译码模块的输出端与数模转换器的电流源阵列连接，动态伪随机二进制序列发生器生成7个伪随机码，dem译码模块通过7个伪随机码和7位温度计码控制数模转换器的电流源阵列。
2.根据权利要求1所述的数模转换器的dem译码方法，其特征在于，7位温度计码包括第一温度计码和第二温度计码，第一温度计码为b2b2b1，用于控制a组的电流源u6～u4第二温度计码为b2b2b1b0，用于控制b组的电流源u3～u0，所述第一或第二温度计码的某位为1，则对应位置的电流源被选中；初始状态下，第一温度计码的b2b2b1的对应位置的电流源为u6～u4，第二温度计码的b2b2b1b0的对应位置的电流源为u3～u0
3.根据权利要求2所述的数模转换器的dem译码方法，其特征在于，a组电流源译码过程具体为：输入第一温度计码b2b2b1至第一信号组合模块，由第一信号组合模块产生3组组合方式，并将3组组合方式发送给第一和第二数据选择器mux1和mux2，mux1和mux2均是3选1的数据选择器，通过随机步长(1)进行选择，第一和第二数据选择器mux1、mux2的输出连到第三数据选择器mux3的输入端，mux3为2选1的数据选择器，通过随机方向(1)进行选择，并经过一段固定延迟后输出。
4.根据权利要求2所述的数模转换器的dem译码方法，其特征在于，b组电流源译码过程具体...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴俊杰，张浩，刘涛，曹旭，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：
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