数模转换器的差分非线性误差实时校正的自动校准电路制造技术

对数模转换器的差分非线性误差实时校正的自动校准电路，以提高数模转换器ＤＡＣ的分辨率，包括一个求和放大器，所述求和放大器的输出端通过第一电阻分别连接第一开关的一端和所述求和放大器的负向输入端，所述求和放大器的负向输入端连接第二开关的一端；所述第一开关的另一端连接应用数模转换器，所述第二开关的另一端连接校准数模转换器；所述应用数模转换器通过数据总线Ａ分别连接随机存储器和控制器，所述校准数模转换器通过ＲＡＭ数据总线连接所述随机存储器；所述第一开关和第二开关均连接所述控制器；所述求和放大器的输出端通过第二电阻分别连接标准数模转换器和比较器的正向输入端，所述标准数模转换器通过数据总线Ｂ分别连接所述随机存储器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数模转换器技术，特别是一种对数模转换器的差分非线性误差实时 校正的自动校准电路。
技术介绍
数模转换器的缩写是DAC，差分非线性的缩写是DNL。一般数模转换器DAC的 差分非线性DNL是在DAC的应用中的主要误差源之一。由于DAC固有的DNL误差， 以及由于应用条件变化(例如温度变化)，数模转换器表现的DNL误差也不相同，所以需 要设计一种可对DAC的DNL误差实时校正的自动校准电路，以提高数模转换器DAC的 准确度和分辨率。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的缺陷或不足，提供一种对数模转换器的差分非线性 误差实时校正的自动校准电路，以提高数模转换器DAC的准确度和分辨率。本专利技术的技术方案如下对数模转换器的差分非线性误差实时校正的自动校准电路，其特征在于，包括 一个求和放大器，所述求和放大器的输出端通过第一电阻分别连接第一开关的一端和所 述求和放大器的负向输入端，所述求和放大器的负向输入端连接第二开关的一端；所述 第一开关的另一端连接应用数模转换器，所述第二开关的另一端连接校准数模转换器； 所述应用数模转换器通过数据总线A分别连接随机存储器和控制器，所述校准数模转换 器通过RAM数据总线连接所述随机存储器；所述第一开关和第二开关均连接所述控制 器；所述求和放大器的输出端通过第二电阻分别连接标准数模转换器和比较器的正向输 入端，所述标准数模转换器通过数据总线B分别连接所述随机存储器和所述控制器，所 述比较器的输出端连接所述控制器；所述比较器的负向输入端接地，所述求和放大器的 正向输入端接地。所述控制器用于对所述比较器的状态进行判断、对数据总线A和数据总线B进 行操作、以及控制所述第一开关和第二开关。所述求和放大器对应用数模转换器的输出和校准数模转换器的输出进行模拟运 算后完成数据或代码的校准并输出电压。所述自动校准电路数据代码同步寻址校准代码，实现数模转换器转换特性的 DNL全程校准或分段校准。所述校准流程中标准ILSB的产生过程以及相邻代码与相应的记忆模拟值相互比 较运算的过程。本专利技术的技术效果如下(1)数据代码同步寻址校准代码，实现数模转换器转换特性的DNL全程校准或 分段校准，灵活的校准配置。(2)实时产生标准ILSB代码，减小环境温度的影响。(3)实现全自动校准。(4)校准流程简单，自动校准效率高。(5)利用该电路，静态特性有明显改善DNLINL校准前士 1.75LSB士 2LSB校准后士 0.5LSB士 0.75LSB附图说明图1是本专利技术的原理结构图。 具体实施例方式下面结合附图(图1)对本专利技术进行说明。如图1所示，对数模转换器的差分非线性误差实时校正的自动校准电路，其特 征在于，包括一个求和放大器Al，所述求和放大器Al的输出端通过第一电阻分别连接 第一开关SWl的一端和所述求和放大器Al的负向输入端“_”，所述求和放大器Al的 负向输入端“_”连接第二开关SW2的一端；所述第一开关SWl的另一端连接应用数模 转换器即应用DAC，所述第二开关SW2的另一端连接校准数模转换器即校准DAC;所 述应用数模转换器通过数据总线A分别连接随机存储器RAM和控制器，所述校准数模转 换器通过RAM数据总线连接所述随机存储器RAM ；所述第一开关SWl和第二开关SW2 均连接所述控制器；所述求和放大器Al的输出端通过第二电阻分别连接标准数模转换器 即标准DAC和比较器Comparator的正向输入端“ + ”，所述标准数模转换器通过数据总 线B分别连接所述随机存储器RAM和所述控制器，所述比较器Comparator的输出端连接 所述控制器；所述比较器的负向输入端“_”接地，所述求和放大器的正向输入端“ + ” 接地。所述控制器用于对所述比较器的状态进行判断、对数据总线A和数据总线B进行 操作、以及控制所述第一开关SWl和第二开关SW2。所述求和放大器Al对应用数模转 换器的输出和校准数模转换器的输出进行模拟运算后完成数据或代码的校准并输出电压 Vout。所述自动校准电路数据代码同步寻址校准代码，实现数模转换器转换特性的DNL 全程校准或分段校准。关于校准原理应用实时校准原理应用中SW1、SW2同时闭合，数据总线A中的数据加载到 应用DAC，同时该数据作为地址代码对RAM寻址，相应RAM数据总线中的数据输入到 校准DAC中并通过求和放大器Al进行代数和运算后完成该代码的校准。输出端Vout输 出相应校准电压。自动校准原理首先断开SW1，闭合SW2，通过数据总线B控制标准DAC输 出一个标准ILSB输出，调整数据总线A中的数据，使比较器输出零。第二，校准DAC的标准ILSB代码配置完成存储，闭合SW1，并配置数据总线A为校准代码Cm，调整数 据总线B的总线数据，通过标准DAC使比较器再次为零。第三，将校准代码加1，通过 数据总线A输出，通过数据总线B调整校准DAC输出，使比较器输出零。此时将数据 总线B的代码存储于RAM中。重复该过程完成所有代码校准。比较器第二次调零时Vstd = VM+VSTD—LSB比较器第三次调零时Vstd= VM+VSTD—LSB = Vm+1+Vcal也就是VM+1_VM= Vstd lsb-VcalVstd lsb 校准 DAC 的标准 LSB ；Vm 应用DAC加载代码M时的电压；VM+1 应用DAC加载代码M+1时的电压；Vcal 校准DAC加载校准代码时的电压；Vstd 标准DAC输出电压。关于应用效果利用该电路，静态特性有明显改善权利要求1.对数模转换器的差分非线性误差实时校正的自动校准电路，其特征在于，包括一 个求和放大器，所述求和放大器的输出端通过第一电阻分别连接第一开关的一端和所述 求和放大器的负向输入端，所述求和放大器的负向输入端连接第二开关的一端；所述第 一开关的另一端连接应用数模转换器，所述第二开关的另一端连接校准数模转换器；所 述应用数模转换器通过数据总线A分别连接随机存储器和控制器，所述校准数模转换器 通过RAM数据总线连接所述随机存储器；所述第一开关和第二开关均连接所述控制器； 所述求和放大器的输出端通过第二电阻分别连接标准数模转换器和比较器的正向输入 端，所述标准数模转换器通过数据总线B分别连接所述随机存储器和所述控制器，所述 比较器的输出端连接所述控制器；所述比较器的负向输入端接地，所述求和放大器的正 向输入端接地。2.根据权利要求1所述的对数模转换器的差分非线性误差实时校正的自动校准电路， 其特征在于，所述控制器用于对所述比较器的状态进行判断、对数据总线A和数据总线 B进行操作、以及控制所述第一开关和第二开关。3.根据权利要求1所述的对数模转换器的差分非线性误差实时校正的自动校准电路， 其特征在于，所述求和放大器对应用数模转换器的输出和校准数模转换器的输出进行模 拟运算后完成数据或代码的校准并输出电压。4.根据权利要求1所述的对数模转换器的差分非线性误差实时校正的自动校准电路， 其特征在于，所述自动校准电路数据代码同步寻址校准代码，实现数模转换器转换特性 的DNL全程校准或分段校准。5.根据权利要求1所述的对数模转换器的差分非线性误差实时校正的自动校准电路， 其特征在于，所述校准流程中标准ILSB的产生过程以及相邻代码与相应本文档来自技高网...

【技术保护点】
对数模转换器的差分非线性误差实时校正的自动校准电路，其特征在于，包括一个求和放大器，所述求和放大器的输出端通过第一电阻分别连接第一开关的一端和所述求和放大器的负向输入端，所述求和放大器的负向输入端连接第二开关的一端；所述第一开关的另一端连接应用数模转换器，所述第二开关的另一端连接校准数模转换器；所述应用数模转换器通过数据总线Ａ分别连接随机存储器和控制器，所述校准数模转换器通过ＲＡＭ数据总线连接所述随机存储器；所述第一开关和第二开关均连接所述控制器；所述求和放大器的输出端通过第二电阻分别连接标准数模转换器和比较器的正向输入端，所述标准数模转换器通过数据总线Ｂ分别连接所述随机存储器和所述控制器，所述比较器的输出端连接所述控制器；所述比较器的负向输入端接地，所述求和放大器的正向输入端接地。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋方亮，
申请(专利权)人：北京东方计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]