专利名称：高解析度的数字－模拟转换电路及方法
技术领域：
本发明有关一种高解析度的数字-模拟转换电路及方法，尤其有关一种应用于一数字-模拟转换器的高解析度的数字-模拟转换电路及方法。
(2)背景技术请参阅图1，是习知的数字-模拟转换器的电路示意图。如图1所示，习知数字-模拟转换器1通常包括数个数字-模拟转换通道D/A1，D/A2，D/A3，D/A4，而该数字-模拟转换通道的一输出信号，是可为一直流信号，或是一脉宽调变(PWM)信号。
另外，该数字-模拟转换通道的解析度是由该数字-模拟转换器的一输入位元(bit)来决定，一般而言，使用8位元(bit)的该数字-模拟转换器1其最大解析度即为8位元(bit)。若欲提高该数字-模拟转换器1的解析度，则需要采用较高位元的该数字-模拟转换器，譬如使用16位元(bit)的该数字-模拟转换器，则解析度为16位元，然而使用愈高位元的该数字-模拟转换器则费用愈昂贵，为使用相同位元的该数字-模拟转换器而能获至较高的解析度，本发明需要提供一种高解析度的数字-模拟转换电路及方法。
(3)发明内容本发明的主要目的在于提供一种具有高解析度的数字-模拟转换电路，是利用电阻分压以及控制该数字-模拟转换电路的一脉波信号的工作周期(dutycycle)与电压大小，以提高该数字-模拟转换电路的解析度。
本发明的另一目的在于提供一种具有高解析度的数字-模拟转换方法，是通过控制该数字-模拟转换通道所提供一组脉波信号的工作周期(duty cycle)与电压大小，并获得该脉波信号的该电压大小乘以该工作周期大小和的平均值，以决定该输出信号的解析度。
根据本发明的构想，该数字-模拟转换电路，是将一数字位元值转换成一模拟信号，该数字-模拟转换电路包括一数字-模拟转换器，是包括至少两个数字-模拟转换通道，该数字-模拟转换通道是提供一组数字-模拟信号的转换；以及至少两个电阻，该电阻的一端是分别电连接该数字-模拟转换器的该数字-模拟转换通道，且该电阻的另一端是共同电连接于一节点，该节点为该数字-模拟转换电路的一输出端。
根据上述的构想，其中该模拟信号为一直流信号。
根据上述的构想，其中该模拟信号为一脉宽调变(PWM)信号。
根据上述的构想，其中该数字-模拟转换器为一至少一位元的数字-模拟转换器。
根据上述的构想，其中该数字-模拟转换器更包括一滤波电容，该滤波电容的一端是电连接该数字-模拟转换电路的该输出端，对该数字-模拟转换电路的该模拟信号进行滤波。
本发明的另一构想在于提供一种数字-模拟转换方法，包括一数字-模拟转换器，是提供一数字-模拟转换通道，该方法包括下列步骤(a)通过该数字-模拟转换通道提供至少一脉波信号，该脉波信号具有一电压大小与一工作周期(dutycycle)；(b)控制该电压大小以及该工作周期大小，并获得该脉波信号的该电压大小乘以该工作周期大小和的平均值，以决定该该数字-模拟转换通道的一输出信号的精度。
根据上述的构想，其中该步骤(b)中，该脉波信号为一脉宽调变(PWM)信号。
根据上述的构想，其中其中该数字-模拟转换器还包括一滤波电容，该滤波电容的一端是电连接该数字-模拟转换通道的一输出端，对该数字-模拟转换通道的该输出信号进行滤波。
根据上述的构想，其中该步骤(b)中，控制该电压大小为一定值。
根据上述的构想，其中该步骤(b)中，控制该工作周期为一定值。
本发明的又一构想在于提供一种数字-模拟转换电路，是将一数字位元值转换成一模拟信号，该数字-模拟转换电路是包括一数字-模拟转换通道，该数字-模拟转换通道是提供至少一脉波信号，该脉波信号具有一电压大小与一工作周期(duty cycle)，控制该电压大小以及该工作周期大小，并获得该脉波信号的该电压大小乘以该工作周期大小和的平均值，以决定该该数字-模拟转换通道的一输出信号的精度。
本发明的又一构想在于提供一种数字-模拟转换方法，采用一数字-模拟转换器，是提供至少两个数字-模拟转换通道，至少两个电阻，该电阻的一端是分别电连接该数字-模拟转换通道，该电阻的另一端是共同电连接于一节点，该方法包括下列步骤(a)通过该数字-模拟转换通道提供一组脉波信号，该脉波信号是分别具有各自的电压大小与工作周期；(b)控制该电压大小以及该工作周期，决定该数字-模拟转换器的一输出信号的精度。
为进一步说明本发明的目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。
(4)
图1是习知数字-模拟转换器的电路示意图。
图2是本发明第一较佳实施例的数字-模拟转换电路的电路示意图。
图3是本发明第二较佳实施例的数字-模拟转换电路的电路示意图。
图4是本发明第三较佳实施例的数字-模拟转换电路的电路示意图。
(5)具体实施方式
请参阅图2，是本发明第一较佳实施例的数字-模拟转换电路的电路示意图。如图2所示，一种具高解析度的数字-模拟转换电路，是将一数字位元值转换成一模拟信号，该数字-模拟转换电路包括一数字-模拟转换器2，两个电阻R1，R2，以及一滤波电容C1。该数字-模拟转换器2，是包括两个数字-模拟转换通道(channel)D/A1，D/A2，该数字-模拟转换通道D/A1，D/A2是提供一组数字-模拟信号转换。两个电阻R1，R2的一端是分别电连接该数字-模拟转换器2的该数字-模拟转换通道D/A1，D/A2，且该电组R1，R2的另一端是共同电连接于一节点3，该节点3为该数字-模拟转换电路的一输出端，利用电阻分压来提高该数字-模拟电压转换的解析度。以及，该滤波电容C1的一端是电连接该数字-模拟转换电路的该输出端，对该数字-模拟转换电路的该数字-模拟信号进行滤波。其中该模拟信号可为一直流信号或是一脉宽调变(PWM)信号。
以一8位元(bit)数字-模拟转换器为例，则依图2的电路示意图可推论得知该数字-模拟转换电路的解析度为8+log2k，其中k＝(R1+R2)/(R1，R2)min，(R1，R2)min表示R1与R2的最小值。若是R1＝R，R2＝255R，则该数字-模拟转换电路其解析度为16位元(bit)，从而大大提升该8位元(bit)数字-模拟转换器的解析度。
请参阅图3，是本发明第二较佳实施例的数字-模拟转换电路的电路示意图。如图3所示，一数字-模拟转换电路5具有四个数字-模拟转换通道(channel)D/A1，D/A2，D/A3，D/A4。该数字-模拟转换通道D/A1，D/A2，D/A3，D/A4是分别电连接一组滤波器51，52，53，54。该数字-模拟转换通道D/A1提供一第一脉波信号，该第一脉波信号的脉波电压大小为Vda，其工作周期(duty cycle)D＝1，故该滤波器51的一输出电压V01＝Vda。该数字-模拟转换通道D/A2提供一第二脉波信号，该第二脉波信号的脉波电压大小为Vda，其工作周期(duty cycle)为D，故该滤波器52的一输出电压V02＝D*Vda。该数字-模拟转换通道D/A3提供一第三脉波信号，该第三脉波信号具有n个脉波，该脉波电压大小为Vdai，其中i介于1~n，其工作周期(dutycycle)为D，故该滤波器53的一输出电压V03＝(D/n)*[Vda1+Vda2+Vda3+…+Vdan]。该数字-模拟转换通道D/A4提供一第四脉波信号，该第四脉波信号具有n个脉波，该脉波的电压大小以及工作周期(duty cycle)分别为Vdai以及Di，其中i介于1~n，故该滤波器54的一输出电压V04＝(D1*Vda1+D2*Vda2+D3*Vda3+…+Dn*Vdan)/n。因此通过控制该工作周期的大小即可提升该数字-模拟转换器的解析度。其中该脉波信号亦可为一脉宽调变信号，故V03亦可表示为(D/n)*[PWM1+PWM2+PWM3+…+PWMn]。同理可知，V04可表示为(D1*PWM1+D2*PWM2+D3*PWM3+…+Dn*PWMn)/n，其中PWMi为一脉宽调变信号(pulsewidth modulation signal)，i介于1~n。
请参阅图4，图4是本发明第三较佳实施例的数字-模拟转换电路的电路示意图。如图4所示，一数字-模拟转换器6具有n个数字-模拟转换通道(channel)D/A1，D/A2，…，D/An。该数字-模拟转换通道D/A1，D/A2，…，D/An是分别电连接一组电阻R1，R2，…，Rn的一端。该电阻R1，R2，…，Rn的另一端是电连结于一节点7。以及，一滤波器8是电连接该节点7。该数字-模拟转换通道D/A1提供一第一脉波信号，该第一脉波信号具有n个脉波，该脉波的电压大小以及工作周期(duty cycle)分别为Vdali以及Di，其中i介于1~n，又，该数字-模拟转换通道D/A2提供一第二脉波信号，该第二脉波信号具有n个脉波，该脉波的电压大小以及工作周期(duty cycle)分别为Vda2i以及Di，其中i介于1~n，…，该数字-模拟转换通道D/An提供一第n脉波信号具有n个脉波，该脉波的电压大小以及工作周期(duty cycle)分别为Vdani以及Di，其中i介于1~n，故该滤波器8的一输出电压Vo以下列方程式表示的Vo＝[(Vdall*D1+Vda12*D2+…+Vda1n*Dn)/R1+…+(Vdan1*D1+Vdan2*D2+…+Vdann*Dn)/Rn]*[1/(1/R1+1/R2+…1/Rn)]/n。
控制该工作周期的大小以及该脉波信号电压大小即可提升该数字-模拟转换器的解析度。其中该脉波信号亦可为一脉宽调变信号，故Vo亦可表示为[(PWM11*D1+PWM12*D2+…+PWM1n*Dn)/R1+…+(PWMn1*D1+PWMn2*D2+…+PWMnn*Dn)/Rn]*[1/(1/R1+1/R2+…1/Rn)]/n，其中PWMij为一脉宽调变信号(pulsewidth modulation signal)，i，j介于1~n。
综合上述，本发明可提供一种高解析度的数字-模拟转换电路及方法，主要利用电阻分压原理或是控制该数字-模拟转换器的该脉波信号电压大小与该工作周期(duty cycle)，决定一输出信号的精度，可提升该数字-模拟转换电路中的数字-模拟转换器的解析度。
当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种数字-模拟转换电路，它将一数字位元值转换成一模拟信号，其特征在于，该数字-模拟转换电路包括一数字-模拟转换器，它包括至少两个数字-模拟转换通道，该数字-模拟转换通道提供一组数字-模拟信号的转换；以及至少两个电阻，该电阻的一端是分别电连接该数字-模拟转换器的该数字-模拟转换通道，且该电阻的另一端是共同电连接于一节点，该节点为该数字-模拟转换电路的一输出端。
2.如权利要求1所述的数字-模拟转换电路，其特征在于，该模拟信号为一直流信号。
3.如权利要求1所述的数字-模拟转换电路，其特征在于，该模拟信号为一脉宽调变信号。
4.如权利要求1所述的数字-模拟转换电路，其特征在于，该数字-模拟转换器为一至少一位元的数字-模拟转换器。
5.如权利要求1所述的数字-模拟转换电路，其特征在于，该数字-模拟转换器还包括一滤波电容，该滤波电容的一端是电连接该数字-模拟转换电路的该输出端，以对该数字-模拟转换电路的该模拟信号进行滤波。
6.一种数字-模拟转换方法，它采用一数字-模拟转换器，它提供有一数字-模拟转换通道，其特征在于，该方法包括下列步骤(a)通过该数字-模拟转换通道提供至少一脉波信号，该脉波信号具有一电压大小与一工作周期；(b)控制该电压大小以及该工作周期大小，并获得该脉波信号的该电压大小乘以该工作周期大小和的平均值，以决定该该数字-模拟转换通道的输出信号的精度。
7.如权利要求6所述的数字-模拟转换方法，其特征在于，该步骤(b)中，该脉波信号为一脉宽调变信号。
8.如权利要求6所述的数字-模拟转换方法，其特征在于，该数字-模拟转换器还包括一滤波电容，该滤波电容的一端是电连接该数字-模拟转换通道的一输出端，对该数字-模拟转换通道的该输出信号进行滤波。
9.如权利要求6所述的数字-模拟转换方法，其特征在于，该步骤(b)中，控制该电压大小为一定值。
10.如权利要求6所述的数字-模拟转换方法，其特征在于，该步骤(b)中，控制该工作周期为一定值。
11.一种数字-模拟转换电路，它将一数字位元值转换成一模拟信号，其特征在于，该数字-模拟转换电路包括一数字-模拟转换通道，该数字-模拟转换通道提供至少一脉波信号，该脉波信号具有一电压大小与一工作周期，以控制该电压大小以及该工作周期大小，并获得该脉波信号的该电压大小乘以该工作周期大小和的平均值，以决定该该数字-模拟转换通道的输出信号的精度。
12.一种数字-模拟转换方法，采用一数字-模拟转换器，它提供有至少两个数字-模拟转换通道以及至少两个电阻，该电阻的一端是分别电连接该数字-模拟转换通道，该电阻的另一端是共同电连接于一节点，其特征在于，该方法包括下列步骤(a)通过该数字-模拟转换通道提供一组脉波信号，该脉波信号是分别具有各自的电压大小与工作周期；(b)控制该电压大小以及该工作周期，决定该数字-模拟转换器的一输出信号的精度。
全文摘要
本发明是提供一种高解析度的数字－模拟转换电路及方法，包括一数字－模拟转换器，它提供数个数字－模拟转换通道以及数个电阻，该电阻的一端是分别电连接该数字－模拟转换通道，该电阻的另一端是共同电连接于一节点，通过电阻分压提高该数字－模拟转换电路的输出信号的解析度，或是通过控制该数字－模拟转换通道所提供一组脉波信号的工作周期与电压大小，并获得该脉波信号的该电压大小乘以该工作周期大小和的平均值，以决定该输出信号的解析度。
文档编号H03M1/66GK1450722SQ0210608
公开日2003年10月22日 申请日期2002年4月10日 优先权日2002年4月10日
发明者许昌吉 申请人:台达电子工业股份有限公司