一种音频数模转换器的制作方法

本发明涉及音频数模转换领域，尤其涉及一种音频数模转换器。

背景技术：

影音娱乐市场是继短信、游戏之后待被挖掘的富矿。音乐娱乐市场活跃推动音频核心技术不断发展。随着计算机技术、互联网技术的发展，数字模拟转换器(digitaltoanalogconverter，dac)音乐信息的数字存储、传输和播放比不可少的技术手段。dac是一种将数字信号转换为模拟信号(以电流、电压或电荷的形式)的设备。dac以数字方式存储和传输的信号转换为模拟信号，从而使得它们能够被外界(人或其他非数字系统)识别。

现有dac架构包括电阻串、r2r网络和电流源阵列三种。其中电阻串和r2r网络架构dac具有成本低、体积小、精度适合的优点而在音频转换领域广泛使用。但这两种架构中阻值精度对还原模拟波的精度影响严重，增大音频谐波失真，而通过选用高精度电阻的方式加以避免会提高生产成本，采用多电阻串联的方式提高精度会导致电路结构复杂，体积庞大。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的缺点，提出一种音频数模转换器，解决现有技术中因电阻精度差导致转换信息缺损的问题。

第一方面，本发明提供一种音频数模转换器，包括：逻辑控制单元、基准电压单元和电阻网络，基准电压单元向电阻网络提供基准电压，逻辑控制单元根据音频数字信号控制电阻网络切换输出模拟信号；电阻网络包括相互连接的多个电阻结构，多个电阻结构中的至少一个电阻结构采用电阻并联复合结构。

优选的，电阻网络为r2r电阻网络。

优选的，r2r电阻网络包括多个相互连接的r2r电阻结构，第一基准电压输入节点，第二基准电压输入节点，多个切换单元和电压信号输出节点，r2r电阻结构的2r输入端连接切换单元，r2r电阻结构的r输出端连接电压信号输出节点；基准电压单元提供第一基准电压和第二基准电压；切换单元受逻辑控制单元控制进行切换，向r2r电阻结构输送第一基准电压或第二基准电压，r2r电阻结构输出信号到电压信号输出节点，至少一个r2r电阻结构采用电阻并联复合结构。

优选的，r2r电阻网络包括相互连接的多个r2r电阻结构，基准电压输入节点，多个切换单元，第一电流信号输出节点和第二电流信号输出节点，r2r电阻结构的r输入端连接基准电压输入节点，r2r电阻结构的2r输出端连接切换单元，切换单元受逻辑控制单元控制进行切换，向第一电流信号输出节点或者第二电流信号输出节点输出电流信号，至少一个r2r电阻结构采用电阻并联复合结构。

优选的，r2r电阻网络为单极性r2r电阻网络，或者为双极性r2r电阻网络。

优选的，电阻并联复合结构由两个阻值误差小于等于误差阈值的电阻并联构成。

优选的，误差阈值为0.5％。进一步，误差阈值为0.3％。更进一步，误差精度为小于等于0.1％。

优选的，电阻为金属膜电阻。

根据本发明的上述方案，通过采用电阻并联构成多个电阻结构中的至少一个电阻结构，本发明利用并联方式实现低精度电阻构建高精度电阻，提高音频数模转换的精度，同时降低生产成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1示出了根据本发明一实施例的音频数模转换器的结构示意图。

图2示出了根据本发明一实施例的电阻网络的结构示意图。

图3示出了根据本发明一实施例的电阻网络的结构示意图。

图4示出了r2r电阻网络结构的基本结构示意图。

图5示出了根据本发明一实施例的r2r电阻网络结构的结构示意图。

图6示出了根据本发明一实施例的r2r电阻网络结构的结构示意图。

图7示出了根据本发明一实施例的r2r电阻网络结构的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图以及具体实施例对本说明书技术方案做详细的说明，应当理解本说明书实施例以及实施例中的具体特征是对本说明书技术方案的详细的说明，而不是对本说明书技术方案的限定，在不冲突的情况下，本说明书实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

实施例1

请参考图1，本发明的一种音频数模转换器100，包括：逻辑控制单元110、基准电压单元120和电阻网络130，基准电压单元110向电阻网络130提供基准电压，逻辑控制单元120根据音频数字信号控制电阻网络130切换输出模拟信号；电阻网络130包括相互连接的多个电阻结构，多个电阻结构中的至少一个电阻结构采用电阻并联复合结构。

电阻并联复合结构通过选取与电阻结构目标阻值误差在阈值范围以内的多个电阻并联构成。电阻并联复合结构中的电阻数量根据精度要求和制备工艺要求选择，优选两个或三个电阻。电阻选用精度高的金属膜电阻。阻值误差范围阈值为0.5％，优选为0.3％，更优为0.1％。由于并联方式电阻阻值的分散性，可以大幅图提高电阻的精度，同时抑制温漂，有效减少电阻发热，减少温度变化产生的电阻误差。而且，可以采用多个成本较低的精度低的电阻并联成高精度电阻，在提高精度的同时降低制造成本。

此外，电阻网络可以采用电阻串，也可以采用r2r电阻网络。

实施例2

本实施例提供一种音频数模转换器，在实施例1的基础上进一步详细描述采用的r2r电阻。请参考图2，本实施例中的r2r电阻网络230，包括：相互连接的多个r2r电阻结构231，第一基准电压输入节点vref1，第二基准电压输入节点vref2，多个切换单元232和电压信号输出节点vout。一个r2r电阻结构231的2r输入端与一个切换单元232的输出端连接，r2r电阻结构231的r输出端连接电压信号输出节点vout。切换单元232输入端连接第一基准电压输入节点vref1和第二基准电压输入节点vref2。基准电压单元向r2r电阻网络230提供第一基准电压和第二基准电压。切换单元232受逻辑控制单元控制进行切换，向r2r电阻结构231输送第一基准电压或者第二基准电压。多个r2r电阻结构231输出信号到电压信号输出节点vout。多个r2r电阻结构231中的至少一个采用电阻并联复合结构。

参见图4所示，采用r2r电阻网络仅用阻值为r和2r的电阻采用梯形连接方式构成，对阻值大小无要求，仅要求阻值关系满足2倍关系；结构简单，便于直接搭建，避免使用集成dac；输出阻抗恒定且容易计算，便于实现输出阻抗匹配。

电阻并联复合结构通过选取与电阻结构目标阻值误差在阈值范围以内的多个电阻并联构成。电阻并联复合结构中的电阻数量根据精度要求和制备工艺要求选择，优选两个或三个电阻。参见图5所示，r2r电阻结构201中的r电阻由两个电阻并联构成。参见图6所示，r2r电阻结构201中的2r电阻由两个电阻并联构成。参见图7所示，r2r电阻结构201中的r电阻和2r电阻均由两个电阻并联构成。电阻选用精度高的金属膜电阻。阻值误差范围阈值为0.5％，优选为0.3％，更优为0.1％。由于并联方式电阻阻值的分散性，可以大幅图提高电阻的精度，同时抑制温漂，有效减少电阻发热，减少温度变化产生的电阻误差。而且，可以采用多个成本较低的精度低的电阻并联成高精度电阻，在提高精度的同时降低制造成本。

r2r电阻网络可以采用单极性输入方式，第一基准电压和第二基准电压中的一个为接地信号，另一个小于等于外部电源电压。优选的，r2r电阻网络采用双极性输入方式，第一基准电压小于第二基准电压即可，第一基准电压和第二基准电压不必限制电压正负，提高参考电压的选择灵活性。

实施例3

本实施例提供一种音频数模转换器，在实施例1的基础上进一步详细描述采用的r2r电阻。请参考图3，本实施例中的r2r电阻网络330，包括：相互连接的多个r2r电阻结构331，基准电压输入节点vref，多个切换单元332，第一电流信号输出节点iout1和第二电流信号输出节点iout2。一个r2r电阻结构331的r输入端与基准电压输入节点vref连接，r2r电阻结构331的2r输出端连接切换单元332的输入端，切换单元332的输出端连接第一电流信号输出节点iout1和第二电流信号输出节点iout2。切换单元332受逻辑单元控制进行切换，向第一电流信号输出节点iout1或者第二电流信号输出节点iout2输出电流信号。多个r2r电阻结构331中的至少一个采用电阻并联复合结构。

参见图4所示，采用r2r电阻网络仅用阻值为r和2r的电阻采用梯形连接方式构成，对阻值大小无要求，仅要求阻值关系满足2倍关系；结构简单，便于直接搭建，避免使用集成dac；输出阻抗恒定且容易计算，便于实现输出阻抗匹配。

电阻并联复合结构通过选取与电阻结构目标阻值误差在阈值范围以内的多个电阻并联构成。电阻并联复合结构中的电阻数量根据精度要求和制备工艺要求选择，优选两个或三个电阻。参见图5所示，r2r电阻结构201中的r电阻由两个电阻并联构成。参见图6所示，r2r电阻结构201中的2r电阻由两个电阻并联构成。参见图7所示，r2r电阻结构201中的r电阻和2r电阻均由两个电阻并联构成。电阻选用精度高的金属膜电阻。阻值误差范围阈值为0.5％，优选为0.3％，更优为0.1％。由于并联方式电阻阻值的分散性，可以大幅图提高电阻的精度，同时抑制温漂，有效减少电阻发热，减少温度变化产生的电阻误差。而且，可以采用多个成本较低的精度低的电阻并联成高精度电阻，在提高精度的同时降低制造成本。

综上所述，本发明利用并联方式实现低精度电阻构建高精度电阻，提高音频数模转换的精度，同时降低生产成本。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本说明书范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。