專利名稱:電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域,尤其涉及ー種電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù):
隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的飛速發(fā)展,對(duì)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(Digital to AnalogConverter, DAC)的速度要求和精度要求越來越高。在現(xiàn)有技術(shù)中,電流型DAC—直是數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC的最優(yōu)選擇結(jié)構(gòu)。但是,在電流型DAC中,電流源是最重要的単元,尤其電流源匹配程度的好壞直接決定了數(shù)模轉(zhuǎn)換器的性能參數(shù)。η位精度電流型DAC電路一般由兩部分組成,一部分由最高有效位(MostSignificant Bit, MSB)單元電流源組成的2a_l個(gè)單元陣列,稱為MSB陣列,如圖IA所示;另一部分是由最低有效位(Least Significant Bit, LSB)單元電流源組成的2b_l個(gè)單元陣列,稱為LSB陣列,如圖IB所。n = a+b(I)Imsb = 2b · Ilsb(2)Itotal = (2a-l) · Imsb+(2b-l) · Ilsb(3)其中n是DAC電路的精度位數(shù),Imsb是MSB單元的電流,Ilsb是LSB單元的電流,Itotal是DAC電路的總電流。其中,MSB陣列和LSB陣列分別由兩個(gè)不同的偏置(bias)電路設(shè)置偏置電壓來產(chǎn)生電流。由于芯片上エ藝的因素,會(huì)造成MSB的電流與LSB的靜態(tài)電流不匹配,這在高精度的DAC設(shè)計(jì)中是十分致命的。為了匹配MSB和LSB電流,通常會(huì)在芯片中加入ー個(gè)校準(zhǔn)電路(calibration)模塊,使得MSB與LSB電流的誤差不影響DAC的靜態(tài)性能。圖2是現(xiàn)有技術(shù)的DAC校準(zhǔn)電路結(jié)構(gòu)框圖,該校準(zhǔn)電路包括MSB單元、LSB單元、開關(guān)K1、開關(guān)K2、時(shí)鐘LI、時(shí)鐘L2、電容C、比較器OAl、比較器0A2、電壓源VI、電壓源V2、校準(zhǔn)模塊310。圖2中的校準(zhǔn)電路利用兩個(gè)比較器來調(diào)節(jié)MSB單元電流的大小,使MSB単元與LSB単元之間電流誤差達(dá)到可以忽略不計(jì)。該校準(zhǔn)電路只是校準(zhǔn)ー個(gè)MSB単元,然后默認(rèn)該MSB單元和其他的MSB單元之間是沒有誤差的。然而,由于芯片上エ藝的因素,MSB單元之間也存在不匹配的問題,這樣直接導(dǎo)致高精度的DAC的微分非線性(Differential NonLinearity,DNL)和積分非線性(Integral Non Linearity, INL)這兩個(gè)指標(biāo)的值變得很差。因此,要想實(shí)現(xiàn)高精度的電流型DAC,必須解決MSB単元之間也存在不匹配的問題,而圖2中的校準(zhǔn)電路還無法實(shí)現(xiàn)高精度的電流型DAC。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,提供一種電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置。該裝置能夠解決最高有效位單元之間的不匹配問題,使得微分非線性和積分非線性這兩個(gè)指標(biāo)很低,從而實(shí)現(xiàn)高精度的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型實(shí)施例公開了ー種電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置,所述轉(zhuǎn)換裝置包括校準(zhǔn)單元、預(yù)處理單元和數(shù)模轉(zhuǎn)換核單元;所述校準(zhǔn)單元與所述預(yù)處理單元相連接,所述預(yù)處理單元與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換核單元相連接;所述校準(zhǔn)單元對(duì)最高有效位陣列 中每ー個(gè)最高有效位單元電流與最低有效位陣列中全部最低有效位單元總電流之間的電流誤差轉(zhuǎn)為時(shí)間誤差進(jìn)行測量,從而計(jì)算出所述每ー個(gè)最高有效位單元電流與所述全部最低有效位單元總電流之間的電流誤差,并將所述電流誤差發(fā)送給所述預(yù)處理單元;所述預(yù)處理單元根據(jù)所述校準(zhǔn)単元的的所述每ー個(gè)最高有效位單元電流與所述全部最低有效位單元總電流之間的電流誤差,對(duì)輸入數(shù)字信號(hào)進(jìn)行消除誤差預(yù)處理,并將經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)字信號(hào)發(fā)送給所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器核単元;所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器核單元對(duì)所述經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換,從而輸出精確的模擬信號(hào)。優(yōu)選的,所述校準(zhǔn)単元包括誤差測量子単元、誤差計(jì)算子單元和誤差存儲(chǔ)子單元;所述誤差測量子単元與所述誤差計(jì)算子単元相連接,所述誤差計(jì)算子単元與所述誤差測量子単元相連接;所述誤差測量子單元測量所述每ー個(gè)最高有效位單元電流與所述全部最低有效位單元總電流之間的電流誤差轉(zhuǎn)的時(shí)間誤差,并發(fā)送給所述誤差計(jì)算子單元;所述誤差計(jì)算子単元根據(jù)所述時(shí)間誤差計(jì)算所述每ー個(gè)最高有效位單元電流與所述全部最低有效位單元總電流的電流誤差并發(fā)送給所述誤差存儲(chǔ)子單元;所述誤差存儲(chǔ)子單元將所述電流誤差記錄在寄存器中。進(jìn)ー步優(yōu)選的,所述誤差測量子単元包括誤差測量電路和控制模塊,所述誤差測量電路和控制模塊相連接。更進(jìn)ー步優(yōu)選的,所述誤差測量電路包括最高有效位陣列、最低有效位陣列、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第一時(shí)鐘、第二時(shí)鐘、電容、比較器和電壓源;所述最高有效位陣列和第一時(shí)鐘分別與所述第一開關(guān)相連,所述最低有效位陣列和第二時(shí)鐘分別與第二開關(guān)相連,所述第一開關(guān)和第二開關(guān)分別與所述電容相連;所述比較器的同相端分別與所述第一開關(guān)、第二開關(guān)和電容相連,所述比較器的反相端與所述電壓源相連;所述最高有效位陣列、第一開關(guān)和第二開關(guān)分別與所述控制模塊相連接。優(yōu)選的,所述校準(zhǔn)單元位于電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置的本體內(nèi),或位于電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置的本體外。優(yōu)選的,所述預(yù)處理單元還包括溫度譯碼器,所述溫度譯碼器與所述校準(zhǔn)単元相連接。 本實(shí)用新型的電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置,通過對(duì)所述每ー個(gè)最高有效位單元電流與所述全部最低有效位單元總電流之間的電流誤差用時(shí)間誤差來測量并保存在寄存器中,對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,把相應(yīng)的誤差消除,從而得到精確的輸出。本實(shí)用新型克服了由于芯片上エ藝的因素而產(chǎn)生的最高有效位單元之間存在不匹配的問題,從而實(shí)現(xiàn)高精度的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
圖IA為現(xiàn)有技術(shù)的電流型DAC中最聞?dòng)行魂嚵械慕Y(jié)構(gòu)不意圖;[0023]圖IB為現(xiàn)有技術(shù)的電流型DAC中最低有效位陣列的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為現(xiàn)有技術(shù)的DAC校準(zhǔn)電路結(jié)構(gòu)框圖;圖3為本實(shí)用新型電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換方法的校準(zhǔn)電路圖;圖4為本實(shí)用新型電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換方法的校準(zhǔn)流程圖;圖5為本實(shí)用新型電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換方法的流程圖;圖6為本實(shí)用新型電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)框圖;圖7為本實(shí)用新型電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置的校準(zhǔn)單元結(jié)構(gòu)框圖;圖8為本實(shí)用新型電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置的誤差測量子單元電路圖。
具體實(shí)施方式
下面通過附圖和以溫度計(jì)碼結(jié)構(gòu)的DAC為實(shí)施例,對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一歩的詳細(xì)描述。本實(shí)用新型實(shí)施例公開了ー種電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換方法,其特征在于,所述轉(zhuǎn)換方法包括以下步驟對(duì)MSB陣列中每ー個(gè)MSB單元電流Imsb與LSB陣列中全部LSB單元總電流んB(,e、)之間的電流誤差Λ I轉(zhuǎn)為時(shí)間誤差A(yù)t進(jìn)行測量、計(jì)算出每ー個(gè)MSB單元電流與全部LSB単元總電流之間的電流誤差ΔΙ ;根據(jù)每ー個(gè)MSB單元電流Imsb與全部LSB單元總電流んΒ(,6)之間的電流誤差Λ I,對(duì)輸入數(shù)字信號(hào)進(jìn)行消除誤差預(yù)處理;對(duì)經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換,從而輸出精確的模擬信號(hào)。優(yōu)選的,還進(jìn)一歩包括對(duì)每ー個(gè)MSB單元電流Imsb與全部LSB單元總電流し“總)之間的電流誤差ΛΙ用時(shí)間誤差A(yù)t來測量,根據(jù)對(duì)每ー個(gè)MSB単元和全部LSB単元對(duì)電容的充電時(shí)間誤差A(yù)t來計(jì)算每ー個(gè)MSB單元電流Imsb與全部LSB単元總電流んβ(,6)的電流誤差Λ I,把計(jì)算得到的每ー個(gè)MSB單元電流Imsb與全部LSB単元總電流1,(,6)之間的電流誤差△ I記錄在寄存器中,此過程一直持續(xù)到所有的MSB単元都校準(zhǔn)完為止。優(yōu)選的,對(duì)于溫度碼型DAC,還進(jìn)一歩包括首先將輸入的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為溫度計(jì)碼;然后,根據(jù)每ー個(gè)MSB單元電流Imsb與全部LSB単元總電流1,(,6)之間的電流誤差Λ I對(duì)輸入的溫度計(jì)碼進(jìn)行消除誤差預(yù)處理。其中定義姆ー個(gè)MSB單元電流用Imsb表示,第i個(gè)MSB單元電流用IBB(i)表示,I ^ i ^ 2a ;每ー個(gè)LSB單元電流用表示,第i個(gè)MSB單元電流用ん犯)表示,I < i < 2b ;Δ I是每ー個(gè)MSB單元電流Imsb與全部LSB單元總電流んB(總)之門的電流誤差ΔΙ ;Δ Ii是第i個(gè)MSB單元電流用IMSB(i)與全部LSB單元總電流んB(總)之間的電流
誤差;aI = Imsb-Ilsb(A)⑷AIi — Imsb ⑴ _ILSB(總)(5)Δ t是對(duì)每ー個(gè)MSB單元與全部LSB單元對(duì)電容的充電時(shí)間誤差;全部LSB單元總電流用ILSB(總)表示。計(jì)算全部LSB單元總電流用しB(總)有兩種方式[0046]a、若2b個(gè)LSB単元之間的誤差忽略不計(jì)的情況下,Ilsb(總)=2bX Ilsb(6)[0048]b、若2b個(gè)LSB単元之間的誤差需要考慮的情況下,
Ilsb(總尸y 2 Ilsbu)( 7 )圖3為本實(shí)用新型電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換方法的校準(zhǔn)電路圖。該校準(zhǔn)電路圖由校準(zhǔn)電路和控制模塊301兩部分組成。校準(zhǔn)電路包括MSB陣列、LSB陣列、第一開關(guān)K1、第二開關(guān)K2、第一時(shí)鐘LI、第二時(shí)鐘L2、電容C、比較器、電壓源Vref。其中,IMSB(i)為MSB陣列中第i個(gè)MSB單元電流,Ilsb(,6)為LSB陣列中全部LSB單元總電流。MSB陣列與第一開關(guān)Kl相連,LSB陣列與第二開關(guān)K2相連,第一時(shí)鐘LI輸出時(shí)鐘信號(hào)至第一開關(guān)K1,第二時(shí)鐘L2也輸出時(shí)鐘信號(hào)至第二開關(guān)K2。第一開關(guān)Kl、第二 K2與電容C連接于a點(diǎn),具體地,MSB陣列中ー個(gè)MSB單元在第ー開關(guān)Kl閉合時(shí)對(duì)電容C進(jìn)行充電,LSB陣列即全部LSB單元在第二開關(guān)K2閉合時(shí)對(duì)電容C進(jìn)行充電。第一開關(guān)Kl、第二開關(guān)K2與電容C之間的連接點(diǎn)為a點(diǎn)。比較器同相端與電容C、第一開關(guān)K1、第二開關(guān)K2相連(連接點(diǎn)為a),因此比較器同相輸入電壓Vin即為MSB陣列中ー個(gè)MSB單元或LSB陣列中全部LSB單元對(duì)電容C進(jìn)行充電的充電電壓;比較器反相端與電壓源Vref相連,因此該比較器用于比較Vin與Vref的大小。下面詳細(xì)闡述控制模塊301、MSB陣列、LSB陣列、第一開關(guān)Kl、第二開關(guān)K2的工作原理。第一,控制模塊301選擇MSB陣列中哪ー個(gè)MSB単元需要校準(zhǔn),并控制第一開關(guān)Kl和第二開關(guān)K2皆打開,此時(shí)Vin端電容C放電,當(dāng)控制模塊501檢測到比較器的輸出端Vout為低電平時(shí)控制第一開關(guān)Kl閉合,同時(shí)第一時(shí)鐘LI輸出時(shí)鐘信號(hào)至第一開關(guān)K1,經(jīng)過第一時(shí)間tl,當(dāng)控制模塊301檢測到比較器的輸出端Vout的輸出跳變?yōu)楦唠娖綍r(shí),打開第一開關(guān)Kl并記錄下第一開關(guān)Kl閉合tl。第二,Vin端電容C放電,當(dāng)控制模塊301檢測到比較器的輸出端Vout為低電平時(shí)控制第二開關(guān)K2閉合,同時(shí)第二時(shí)鐘L2輸出時(shí)鐘信號(hào)至第二開關(guān)K2,經(jīng)過第二時(shí)間t2,當(dāng)控制模塊301檢測到比較器的輸出端Vout的輸出跳變?yōu)楦唠娖綍r(shí),打開第二開關(guān)K2并記錄下第二開關(guān)K2閉合時(shí)間t2,校正結(jié)束。圖4為本實(shí)用新型電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換方法的校準(zhǔn)流程圖。首先,對(duì)每ー個(gè)MSB單元電流Imsb與全部LSB單元總電流んB(總)之間的電流誤差轉(zhuǎn)為時(shí)間誤差來測量;然后,根據(jù)對(duì)每ー個(gè)MSB単元和全部LSB単元對(duì)電容的充電時(shí)間誤差來計(jì)算每ー個(gè)MSB單元電流Imsb與全部LSB単元總電流IuB(,6)的電流誤差;最后,把計(jì)算得到的每ー個(gè)MSB單元電流Imsb與全部LSB単元總電流IuB(,6)之間的電流誤差記錄在寄存器中,此過程一直持續(xù)到所有的MSB単元都校準(zhǔn)完為止。具體步驟如下步驟410,開始對(duì)高精度電流型DAC進(jìn)行校準(zhǔn)。步驟420,校準(zhǔn)ー個(gè)MSB單元。利用圖3所示校準(zhǔn)電路和控制模塊301校準(zhǔn)ー個(gè)MSB單元,首先,控制模塊301選擇MSB陣列中哪ー個(gè)MSB單元需要校準(zhǔn),并控制第一開關(guān)Kl和第二開關(guān)K2皆打開,此時(shí)a端電容C放電,當(dāng)控制模塊301檢測到比較器的輸出端Vout為低電平時(shí)控制第一開關(guān)Kl閉合,同時(shí)第一時(shí)鐘LI輸出時(shí)鐘信號(hào)至第一開關(guān)K1,經(jīng)過第一時(shí)間tl,當(dāng)控制模塊301檢測到比較器的輸出端Vout的輸出跳變?yōu)楦唠娖綍r(shí),打開第一開關(guān)Kl并記錄下開關(guān)Kl閉合時(shí)間即第一時(shí)間tl ;然后,a端電容C放電,當(dāng)控制模塊301檢測到比較器的輸出端Vout為低電平時(shí)控制第二開關(guān)K2閉合,同時(shí)第二時(shí)鐘L2輸出時(shí)鐘信號(hào)至第二開關(guān)K2,經(jīng)過第二時(shí)間t2,當(dāng)控制模塊301檢測到比較器的輸出端Vout的輸出跳變?yōu)楦唠娖綍r(shí),打開第二開關(guān)K2并記錄下第二開關(guān)K2閉合時(shí)間即第二時(shí)間t2 ;最后,校準(zhǔn)ー個(gè)MSB單元結(jié)束。 步驟430,計(jì)算誤差并將結(jié)果存入寄存器中。首先,根據(jù)第一時(shí)間tl、第二時(shí)間t2,計(jì)算時(shí)間差A(yù)t = trt2,然后將,從而由時(shí)間誤差A(yù)t計(jì)算出電流誤差Λ I ;然后,將計(jì)算得到的 Imsb 和 Ilsb (總) 之間的誤差記錄到寄存器中。該步驟可由軟件完成,也可有硬件電路實(shí)現(xiàn)。At = trt2(8)
Al = (―) * ILSB (總)(9 )
,2步驟440,判斷MSB陣列中所有的MSB單元是否校準(zhǔn)完?若對(duì)所有的MSB單元還沒有校準(zhǔn)完,則回到步驟420繼續(xù)對(duì)剩余的MSB單元進(jìn)行校準(zhǔn)。若對(duì)所有的MSB單元已經(jīng)校準(zhǔn)完,則進(jìn)入下一步驟。步驟450,對(duì)高精度電流型DAC校準(zhǔn)結(jié)束。圖5為本實(shí)用新型電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換方法的流程圖。首先,對(duì)每ー個(gè)MSB單元電流Imsb與全部LSB單元總電流んB(總)之間的電流誤差Δ I轉(zhuǎn)為時(shí)間誤差Λ t進(jìn)行測量、計(jì)算出每ー個(gè)MSB單元電流Imsb與全部LSB単元總電流ILSB(,6)之間的電流誤差;然后,根據(jù)每ー個(gè)MSB單元電流Imsb與全部LSB單元總電流IuB(,e、)之間的電流誤差,對(duì)輸入數(shù)字信號(hào)進(jìn)行消除誤差預(yù)處理;最后,對(duì)經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換,從而輸出精確的模擬信號(hào)。對(duì)于溫度碼型DAC,還進(jìn)一歩包括將輸入的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為溫度計(jì)碼;根據(jù)每ー個(gè)MSB單元電流Imsb與全部LSB単元總電流IuB(,6)之間的電流誤差對(duì)輸入的溫度計(jì)碼進(jìn)行消除誤差預(yù)處理。具體步驟如下步驟510,開始,即高精度電流型DAC開始工作。步驟520,DAC輸入數(shù)據(jù),將需要數(shù)模轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)輸入到高精度電流型DAC中。對(duì)于溫度碼型DAC,還進(jìn)一歩包括將輸入的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為溫度計(jì)碼;步驟530,對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。利用圖3所示校準(zhǔn)電路和控制模塊301對(duì)每ー個(gè)MSB單元進(jìn)行時(shí)間誤差A(yù)t測量,由時(shí)間誤差A(yù)t計(jì)算出電流誤差Λ I并記錄在寄存器中。取出存在寄存器中的每ー個(gè)MSB単元Imsb與全部LSB単元總電流しΒ(總)之間的誤差A(yù)li,根據(jù)輸入數(shù)字信號(hào)的值N,由公式(10)得到消除誤差的數(shù)字信號(hào)。
N'= N-J1-nAIi(10)[0075]其中,N是輸入數(shù)字信號(hào)的值,Λ Ii是第i個(gè)MSB單元電流IMSB(i)與全部LSB単元總電流Ιμ(,6)之間的誤差,I取值為I到N之間的任意數(shù)值。輸入的數(shù)字信號(hào)與經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)字信號(hào)相比,經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)字信號(hào)已經(jīng)克服了現(xiàn)有技術(shù)中由于芯片上エ藝的因素而產(chǎn)生的MSB単元之間存在不匹配的問題,從而使得高精度電流型DAC的微分非線性(Differential Non Linearity DNL)和積分非線性(Integral Non Linearity INL)這兩個(gè)指標(biāo)達(dá)到很低的值。步驟540,處理后的數(shù)據(jù)輸入到DAC核,即經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)字信號(hào)輸入到DAC核中。步驟550,DAC輸出數(shù)據(jù),即經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過DAC轉(zhuǎn)換輸出模擬信號(hào)。 步驟560,高精度電流型DAC工作結(jié)束。圖6為本實(shí)用新型電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)框圖,如圖所示,本實(shí)施例的電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置包括校準(zhǔn)單元611、預(yù)處理單元612、DAC核單元613。校準(zhǔn)單元611對(duì)每ー個(gè)MSB單元電流Imsb與全部LSB單元總電流んB(,6)進(jìn)行校準(zhǔn);預(yù)處理單元612對(duì)DAC輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,將相應(yīng)的誤差消除;DAC核単元613將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。還有,X (η) 601為輸入DAC的未經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)字信號(hào),Λ Ι 602為第i個(gè)MSB單元電流Imsb與全部LSB単元總電流U之間的誤差,N' 603為輸入DAC的經(jīng)過預(yù)處理消除誤差的數(shù)字信號(hào),x(t)604為DAC輸出的模擬信號(hào)。下面詳細(xì)闡述校準(zhǔn)単元611、預(yù)處理単元612和DAC核単元613的工作原理。第一,輸入數(shù)字信號(hào)X (η)到預(yù)處理單元612,預(yù)處理單元612取出校準(zhǔn)單元611存儲(chǔ)的每個(gè)MSB単元校準(zhǔn)后的誤差△〗,根據(jù)輸入數(shù)字信號(hào)X (η)的值N,由公式(10)得到消除誤差的數(shù)字信號(hào)N,;第二,輸入數(shù)字信號(hào)V到DAC核單元613,經(jīng)過DAC核單元613的數(shù)模轉(zhuǎn)換得到模擬信號(hào)X (t)。圖7為本實(shí)用新型電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置的校準(zhǔn)單元結(jié)構(gòu)框圖,如圖所示,校準(zhǔn)單元包括誤差測量単元701、誤差計(jì)算單元702和誤差存儲(chǔ)單元703。誤差測量子單元701利用比較電容充電時(shí)間的方法來校準(zhǔn)DAC的每個(gè)MSB單元的不匹配誤差。誤差計(jì)算子單元702根據(jù)誤差測量單元701得到的第一時(shí)間tl、第二時(shí)間t2,代入公式⑶和公式(9)中,從而分別得到第一時(shí)間tl、第二時(shí)間t2的時(shí)間差A(yù)t和Imsb和Ilsb(總) 之間的誤差A(yù)l。此誤差計(jì)算單元可由軟件完成,也可有硬件電路實(shí)現(xiàn)。誤差存儲(chǔ)子單元703將誤差計(jì)算單元702計(jì)算得出的誤差記錄在寄存器中,如表I所示。在表I中,MSBi為第i個(gè)MSB單元,AIi為第i個(gè)MSB單元電流IBB(i)與全部LSB単元和電流IuB(,6)之間的誤差。校正結(jié)束后,將計(jì)算得到的誤差Λ Ii記錄到寄存器中,當(dāng)全部MSB単元都校準(zhǔn)結(jié)束,則所有的MSB単元IMSB(i)與全部LSB単元總電流しβ(,6)之間的誤差都被記錄到寄存器中。表I
權(quán)利要求1.一種電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于,所述轉(zhuǎn)換裝置包括校準(zhǔn)単元、預(yù)處理単元和數(shù)模轉(zhuǎn)換核単元; 所述校準(zhǔn)單元與所述預(yù)處理單元相連接,所述預(yù)處理單元與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換核單元相連接; 所述校準(zhǔn)單元對(duì)最高有效位陣列中每ー個(gè)最高有效位單元電流與最低有效位陣列中全部最低有效位單元總電流之間的電流誤差轉(zhuǎn)為時(shí)間誤差進(jìn)行測量,從而計(jì)算出所述每ー個(gè)最高有效位單元電流與所述全部最低有效位單元總電流之間的電流誤差,并將所述電流誤差發(fā)送給所述預(yù)處理単元;所述預(yù)處理單元根據(jù)所述校準(zhǔn)単元的的所述每ー個(gè)最高有效位單元電流與所述全部最低有效位單元總電流之間的電流誤差,對(duì)輸入數(shù)字信號(hào)進(jìn)行消除誤差預(yù)處理,并將經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)字信號(hào)發(fā)送給所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器核単元;所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器核單元對(duì)所述經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換,從而輸出精確的模擬信號(hào)。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于,所述校準(zhǔn)単元包括誤差測量子単元、誤差計(jì)算子單元和誤差存儲(chǔ)子單元; 所述誤差測量子単元與所述誤差計(jì)算子単元相連接,所述誤差計(jì)算子単元與所述誤差測量子單元相連接; 所述誤差測量子單元測量所述每ー個(gè)最高有效位單元電流與所述全部最低有效位單元總電流之間的電流誤差轉(zhuǎn)的時(shí)間誤差,并發(fā)送給所述誤差計(jì)算子單元;所述誤差計(jì)算子単元根據(jù)所述時(shí)間誤差計(jì)算所述每ー個(gè)最高有效位單元電流與所述全部最低有效位單元總電流的電流誤差并發(fā)送給所述誤差存儲(chǔ)子單元;所述誤差存儲(chǔ)子單元將所述電流誤差記錄在寄存器中。
3.如權(quán)利要求2所述的ー種電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于,所述誤差測量子単元包括誤差測量電路和控制模塊,所述誤差測量電路和控制模塊相連接。
4.如權(quán)利要求3所述的ー種電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于,所述誤差測量電路包括最高有效位陣列、最低有效位陣列、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第一時(shí)鐘、第二時(shí)鐘、電容、比較器和電壓源; 所述最高有效位陣列和第一時(shí)鐘分別與所述第一開關(guān)相連,所述最低有效位陣列和第ニ時(shí)鐘分別與第二開關(guān)相連,所述第一開關(guān)和第二開關(guān)分別與所述電容相連; 所述比較器的同相端分別與所述第一開關(guān)、第二開關(guān)和電容相連,所述比較器的反相端與所述電壓源相連; 所述最高有效位陣列、第一開關(guān)和第二開關(guān)分別與所述控制模塊相連接。
5.如權(quán)利要求I所述的ー種電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于,所述校準(zhǔn)単元位于電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置的本體內(nèi),或位于電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置的本體外。
6.如權(quán)利要求I所述的ー種電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于,所述預(yù)處理單元還包括溫度譯碼器,所述溫度譯碼器與所述校準(zhǔn)単元相連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置,所述電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置包括校準(zhǔn)單元、預(yù)處理單元和數(shù)模轉(zhuǎn)換核單元;校準(zhǔn)單元與預(yù)處理單元相連接,預(yù)處理單元與數(shù)模轉(zhuǎn)換核單元相連接;校準(zhǔn)單元對(duì)每一個(gè)最高有效位單元電流與全部最低有效位單元總電流之間的電流誤差轉(zhuǎn)為時(shí)間誤差進(jìn)行測量,計(jì)算出電流誤差,并將電流誤差發(fā)送給預(yù)處理單元;預(yù)處理單元根據(jù)電流誤差對(duì)輸入數(shù)字信號(hào)進(jìn)行消除誤差預(yù)處理,并將經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)字信號(hào)發(fā)送給數(shù)模轉(zhuǎn)換器核單元;數(shù)模轉(zhuǎn)換器核單元對(duì)經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換,從而輸出精確的模擬信號(hào)。本實(shí)用新型克服了由于芯片上工藝的因素而產(chǎn)生的最高有效位單元之間存在不匹配的問題,從而實(shí)現(xiàn)高精度的數(shù)模轉(zhuǎn)換。
文檔編號(hào)H03M1/66GK202424690SQ201220042618
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月10日
發(fā)明者朱循宇 申請(qǐng)人:英特格靈芯片(天津)有限公司