数模转换电路、数模转换方法以及显示驱动芯片与流程

1.本技术涉及显示技术领域，特别涉及一种数模转换电路、数模转换方法以及显示驱动芯片。


背景技术：

2.传统电阻型数模转换电路(dac)的输出电压vr_out＝vs《n:0》*i*r或者vr_out＝vdd-vs《n:0》*i*r；其中，vs《n:0》代表输入的数字信号，“*”代表相乘。由于电阻匹配性比较好，dac输出dnl(微分非线性)和inl(积分非线性)比较小，单调性也更好。缺点是当位数较多时，电阻和开关需要的数量呈指数增长，占用较大的芯片面积。
3.传统电流型数模转换电路的输出电压vr_out＝vs《n:0》*i*r或者vr_out＝vdd-vs《n:0》*i*r；其中，vs《n:0》代表输出的数字信号。由于每个不同权重的电流源都不是理想电流源，相互之间存在着匹配误差，因此dac输出dnl和inl较大，线性度和单调性都很差。如果要改善单调性，则需要提高电流源匹配精度，这样会增加器件尺寸，大大增加了芯片面积。
4.可见，传统的数模转换电路无法兼顾电路面积和单调性，导致单调性较差或电路占用面积过大，增加了芯片面积。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种数模转换电路，兼顾电路面积和单调性，在减少电路面积的同时提高单调性。
6.本技术实施例提供了一种数模转换电路，包括：
7.电流型转换电路，用于根据数字信号的低位数据，产生第一电压信号；
8.电阻型转换电路，连接所述电流型转换电路的所述第一电压信号的输出端，所述电阻型转换电路用于根据所述数字信号的高位数据，产生第二电压信号，并根据所述第一电压信号与所述第二电压信号输出与所述数字信号对应的模拟信号。
9.在一实施例中，所述电流型转换电路包括：
10.第一电阻，所述第一电阻的第一端接地或连接电源，所述第一电阻的第二端用于产生所述第一电压信号；
11.多个第一电流源，多个所述第一电流源并联后连接到所述第一电阻的第二端；
12.选通控制模块，连接多个所述第一电流源，用于根据所述数字信号的低位数据，控制多个所述第一电流源所在支路的通断。
13.在一实施例中，若所述数字信号的低位数据采用多进制编码，多个所述第一个电流源输出的电流值分别一一对应所述低位数据的每一个位的权重值。
14.在一实施例中，若所述数字信号的低位数据采用温度计编码，多个所述第一个电流源输出的电流值相等。
15.在一实施例中，所述选通控制模块包括多个开关管；
16.多个所述开关管一一对应连接多个所述第一电流源；所述数字信号的低位数据作
为所述开关管的控制信号，用于控制多个所述第一电流源所在支路的通断。
17.在一实施例中，所述电阻型转换电路包括：
18.第二电流源，所述第二电流源输出的电流值对应所述高位数据的最低位的权重值；
19.串联电阻，所述串联电阻的第一端连接所述第一电阻的第二端，所述串联电阻的第二端用于输出所述模拟信号；
20.多路选择器，连接所述第二电流源和所述串联电阻，用于根据所述数字信号的高位数据，选择与所述第二电流源串联的电阻数量。
21.在一实施例中，所述串联电阻包括多个第二电阻；
22.多个所述第二电阻串联，且多个所述第二电阻的阻值与所述第一电阻的阻值相等；
23.多个所述第二电阻连接所述多路选择器，所述多路选择器用于根据所述数字信号的高位数据，控制与所述第二电流源串联的第二电阻的数量。
24.在一实施例中，所述多路选择器包括多个晶体开关；
25.多个所述晶体开关一一对应连接多个所述第二电阻和所述第二电流源；
26.所述数字信号的高位数据作为所述晶体开关的控制信号，用于控制与所述第二电流源串联的第二电阻的数量。
27.本技术实施例提供了一种数模转换方法，所述方法应用于数模转换电路，所述数模转换电路包括电流型转换电路和电阻型转换电路，所述电阻型转换电路连接所述电流型转换电路的电压输出端；所述方法包括：
28.所述电流型转换电路将数字信号的低位数据转换成第一电压信号；
29.所述电阻型转换电路根据所述数字信号的高位数据，产生第二电压信号；
30.所述电阻型转换电路根据所述第一电压信号与所述第二电压信号输出与所述数字信号对应的模拟信号。
31.在一实施例中，所述电流型转换电路包括第一电阻，多个第一电流源以及选通控制模块；所述第一电阻的第一端接地或连接电源，多个所述第一电流源并联后连接到所述第一电阻的第二端；所述选通控制模块连接多个所述第一电流源，所述通过所述电流型转换电路将数字信号的低位数据转换成第一电压信号，包括：
32.所述选通控制模块根据所述数字信号的低位数据，控制多个所述第一电流源所在支路的通断；
33.在所述第一电阻的第二端产生所述第一电压信号；
34.在一实施例中，所述电阻型转换电路包括第二电流源，串联电阻以及多路选择器，所述第二电流源输出的电流值对应所述高位数据的最低位的权重值；所述串联电阻的第一端连接所述第一电阻的第二端，所述多路选择器连接所述第二电流源和所述串联电阻，所述根据所述数字信号的高位数据，产生第二电压信号，并根据所述第一电压信号与所述第二电压信号输出与所述数字信号对应的模拟信号，包括：
35.所述多路选择器根据所述数字信号的高位数据，选择与所述第二电流源串联的电阻数量；
36.所述第二电流源的电流经过所述串联电阻和第一电阻产生第二电压信号；
37.在所述串联电阻的第二端根据所述第一电压信号和所述第二电压信号输出所述模拟信号。
38.本技术实施例提供了一种显示驱动芯片，包括上述数模转换电路。
39.本技术实施例提供的数模转换电路，由于高位数据采用电阻型转换电路进行转换，相比电流型数模转换器，提高了单调性，由于低位数据采用电流型转换电路进行转换，相比电阻型数模转换器，减小了电路面积，故本技术实施例提供的技术方案，兼顾电路面积和单调性，在减少电路面积的同时提高了单调性。
附图说明
40.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
41.图1是本技术实施例提供的一种电阻型转换电路的原理示意图；
42.图2是本技术实施例提供的一种电流型转换电路的原理示意图；
43.图3为本技术实施例提供的一种数模转换电路的架构图；
44.图4为本技术一实施例提供的一种数模转换电路的示意图；
45.图5为本技术另一实施例提供的一种数模转换电路的示意图；
46.图6为本技术又一实施例提供的一种数模转换电路的示意图；
47.图7为本技术再一实施例提供的一种数模转换电路的示意图；
48.图8为本技术实施例提供的一种数模转换方法的流程示意图。
具体实施方式
49.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
50.相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
51.为理解本技术实施例提供的数模转换电路，在描述本技术实施例提供的数模转换电路之前，先对电阻型数模转换电路和电流型数模转换电路进行介绍。
52.图1是本技术实施例提供的一种电阻型转换电路的原理示意图。如图1a和图1b所示，电阻r0、r1、r2
……
r2
n-1与电流源串联，多路选择器(mux)用于根据输入的数字信号vs《n:0》，选择在哪个电阻的一端输出电压信号。以图1a为例，二进制数字信号0，vr_out＝vr《0》＝vdd-1*i*r；二进制数字信号1，vr_out＝vr《1》＝vdd-2*i*r；二进制数字信号2，vr_out＝vr《2》＝vdd-3*i*r，以此类推。以图1b为例，二进制数字信号0，vr_out＝vr《0》＝1*i*r；二进制数字信号1，vr_out＝vr《1》＝2*i*r；二进制数字信号2，vr_out＝vr《2》＝3*i*r，以此类推，将数字信号转换成电压信号进行输出。由于电阻匹配性较好，故单调性较好，但是位数较多时，电阻和开关数量呈指数较多，电阻型转换电路的占用面积较大。
53.图2是本技术实施例提供的一种电流型转换电路的原理示意图。如图2a和图2b所示，多个电流源并联后与电阻r串联。从右到左，每个支路上电流源输出的电流值依次是i、2i、4i
…2n-1
。假设数字信号vs《n:0》是1011，则开关vs《0》闭合、开关vs《1》闭合、开关vs《2》断开、开关vs《3》闭合，其他开关均断开。以图2a为例，vr_out＝vdd-vs《n:0》*i*r，以图2b为
例，vr_out＝vs《n:0》*i*r，由此，将数字信号转换成了模拟电压信号。电流型转换电路，每增加一位，只需增加一个开关和一个电流源，占用面积较少，但是由于电流源不是理想电流源，会存在误差，因为电流型转换电路的单调性较差。
54.图3为本技术实施例提供的一种数模转换电路的架构图。如图3所示，该数模转换电路包括电阻型转换电路100和电流型转换电路200。电流型转换电路200用于根据数字信号的低位数据，产生第一电压信号；电阻型转换电路100连接所述电流型转换电路200的所述第一电压信号的输出端。所述电阻型转换电路100用于根据所述数字信号的高位数据，产生第二电压信号，并根据所述第一电压信号与所述第二电压信号输出与所述数字信号对应的模拟信号。
55.低位数据是相对高位数据而言的，举例来说，一个4bite的数字信号，低2位可以认为是低位数据，高2位可以认为是高位数据。一个5bite的数字信号，低2位(或低3位)是低位数据，高3位(或高2位)是高位数据。故数字信号分为低位数据和高位数据，低位数据或高位数据的位数不限。
56.第一电压信号是数字信号的低位数据转换成的电压信号，第二电压信号是数字信号的高位数据转换成的电压信号。以地为参考电位，模拟信号可以是第一电压信号和第二电压信号的叠加信号。以电源为参考电位，模拟信号可以是电源电压减去第一电压信号和第二电压信号后的电压值。
57.在一实施例中，假设二进制数字信号是1110，低位数据是10，高位数据是11；电流型转换电路200将数字信号的低位数据(10)转换成第一电压信号v1，电阻型转换电路100将数字信号高位数据(11)转换成第二电压信号v2，电阻型转换电路100的输出端输出模拟信号vr_out＝vdd-(v1+v2)或者vr_out＝v1+v2。
58.电阻型转换电路100的原理可以参照图1所示，电流型转换电路200的原理可以参照图2所示。本技术实施例提供的数模转换电路兼顾电路面积和单调性，由于高位数据采用电阻型转换电路100进行转换，相比电流型数模转换器，提高了单调性，由于低位数据采用电流型转换电路200进行转换，相比电阻型数模转换器，减小了电路面积，故本技术实施例提供的技术方案，在减少电路面积的同时提高了单调性。
59.图4是本技术实施例提供的一种数模转换电路的原理示意图。如图4所示，电流型转换电路200包括：第一电阻210、多个第一电流源230以及选通控制模块220。
60.第一电阻210的第一端可以连接电源vdd。所述第一电阻210的第二端vr《0》用于产生第一电压信号；多个所述第一电流源230并联后连接到所述第一电阻210的第二端。假设数字信号是多进制编码，多个所述第一个电流源230输出的电流值分别一一对应所述低位数据的每一个位的权重值。下文以最常见的二进制举例来说，对于二进制的数字信号，假设低位数据一共有m位，从低位到高位权重值依次是1、2、4、8、16
……2m-1
，由此，多个第一电流源230的电流值依次是i、2i、4i、8i、16i
……2m-1
i，如图4所示。
61.选通控制模块220连接多个所述第一电流源230，用于根据所述数字信号的低位数据，控制多个所述第一电流源230所在支路的通断。
62.举例来说，假设数字信号是1011_1101，低位数据是1101，由于第二位是0，第一位、第三位和第四位是1，由此选通控制模块220控制第一条支路vs《0》导通、第二条支路vs《1》断开、第三条支路vs《2》导通、第四条支路vs《3》导通，剩余支路均断开。假设第一电阻210的
阻值是r，在第一电阻210的第二端产生的第一电压信号vr《0》＝(i+4i+8i)*r。
63.在一实施例中，选通控制模块220可以包括多个开关管，多个所述开关管一一对应连接多个第一电流源230；所述数字信号的低位数据作为所述开关管的控制信号，用于控制多个所述第一电流源230所在支路的通断。
64.也就是，每个第一电流源230所在支路设置一个开关管，每个开关管的控制信号可以由所在支路的第一电流源230对应的比特位上的数值提供。举例来说，第一个开关管vs《0》可以数字信号的第一位控制，第二个开关管vs《1》可以由数字信号的第二位控制，第三个开关管vs《2》可以由数字信号的第三位控制，以此类推。开关管可以是nmos管(n型场效应晶体管)，以低位数据是1101为例，第一位是1，第一个开关管导通；第二位是0，第二个开关管断开；第三位是1，第三个开关管导通；第四位是1，第四个开关管导通，其他位的开关管均断开。
65.在一实施例中，如图4所示，电阻型转换电路100包括：第二电流源110、串联电阻120以及多路选择器130。
66.第二电流源110输出的电流值对应高位数据的最低位的权重值。高位数据的编码方式可以是多进制编码，例如二进制编码。举例来说，假设二进制数字信号是1011_1101，低位数据是1101，高位数据是1011，此时高位数据的最低位相当于是第五位，二进制数字信号第五位的权重是16，故第二电流源110输出的电流值可以是16i。
67.所述串联电阻120的第一端连接所述第一电阻210的第二端，所述串联电阻120的第二端用于输出所述模拟信号。串联电阻120包括多个串联的电阻，为进行区分，可以称为多个串联的第二电阻。参照图4，vr_out端可以认为是串联电阻120的第二端，vr《0》端可以认为是串联电阻120的第一端。
68.多路选择器130连接第二电流源110和串联电阻120，用于所述数字信号的高位数据，选择与第二电流源110串联的电阻数量。
69.为简化计算，每个第二电阻的阻值与所述第一电阻210的阻值相等。多个所述第二电阻连接所述多路选择器130，所述多路选择器130用于根据所述数字信号的高位数据，控制与所述第二电流源110串联的第二电阻的数量。
70.举例来说，假设数字信号是1011_1101，低位数据是1101，高位数据是1011，高位数据换成十进制是11，故多路选择器130可以选择11个电阻与第二电流源110串联，第二电压信号可以是11r*16i。参见上文，第一电压信号vr《0》＝(i+4i+8i)*r。故vr_out＝vr《10》＝vdd-[(11r*16i)+(i+4i+8i)*r]。假设数字信号vs《n-1:0》有n位，低m位是低位数据，信号表示为vs《(m-1):0》，高n-m位是高位数据，信号表示为vs《(n-1):m》，故vr_out＝vdd-[vs《(m-1):0》*i*r+vs《(n-1):m》*2m*i*r]。
[0071]
图5是本技术另一实施例提供的数模转换电路的示意图。该数模转换电路是一个4比特的数字信号的转换电路，低2位是低位数据，高2位是高位数据。多路选择器130包括多个晶体开关，多个所述晶体开关一一对应连接多个第二电阻和第二电流源110；所述数字信号的高位数据作为所述晶体开关的控制信号，用于控制与所述第二电流源110串联的第二电阻的数量。
[0072]
晶体开关可以是pmos或nmos，假设数字信号vs《3:0》＝11_11，低2-bit通过电流型转换电路200，选通控制模块220中的开关管vs《0》和vs《1》导通，在vr《0》贡献电压降为3*i*
r，高2-bit通过电阻型型转换电路100，多路选择器130选择vs《3》导通，其他断开，3个电阻r与第二电流源110串联，贡献压降为3*r*4*i＝12*i*r，由于第一电阻210的第一端接vdd，故最后电压输出vr_out＝vdd-(3*i*r+12*i*r)＝vdd-15*i*r。
[0073]
同理，假设输入的数字信号vs《3:0》＝00_10，低2-bit电流型dac贡献电压降为2*i*r，高2-bit电阻型dac贡献压降为0，最后电压输出vr_out＝vdd-2*i*r。
[0074]
图6是本技术另一实施例提供的一种数模转换电路的原理示意图。图6所示实施例与图4所示实施例的区别是，第一电阻210的第一端可以接地。
[0075]
参照上文实施例，对于一个n位的二进制数字信号，低m位可以认为是低位数据，高n-m位可以认为是高位数据。以地为参考电位时，该数模转换电路模拟输出：vr_out＝vs《(m-1):0》*i*r+vs《(n-1):m》*2m*i*r。
[0076]
图7是本技术另一实施例提供的一种数模转换电路的原理示意图。图7所示实施例与图4所示实施例的区别是，数字信号的低位数据可以采用温度计编码，从而多个第一电流源230的电流相等，可以用i表示。举例来说，一个n比特的数字信号，低m比特可以采用温度计编码，n-m比特可以采用二进制编码，举例来说，低3比特的数字信号可能是11111111(温度计编码)，按照十进制来说就是8，故需要导通vs《0》、vs《1》
……
vs《7》共8个开关管，其他开关管断开，从而在vr《0》产生第一电压信号8i。电阻型转换电路对高位数据的转换，参见上文，产生第二电压信号。同样的，可以以地为参考电位或以电源为参考电位，得到输出的模拟信号。低位数据采用温度计编码，每个支路的第一电流源230的电流相等，温度计编码有几个1，就导通几个支路的第一电流源230，在第一电阻210的第二端产生第一电压信号，相比二进制编码，温度计编码对应的数模转换电路的单调性更好。
[0077]
图8是本技术实施例提供的一种数模转换方法的流程示意图。所述方法可以应用于上述实施例的数模转换电路，如图8所示，所述方法包括：
[0078]
步骤s810：所述电流型转换电路将数字信号的低位数据转换成第一电压信号；
[0079]
步骤s820：所述电阻型转换电路根据所述数字信号的高位数据，产生第二电压信号；
[0080]
步骤s830：所述电阻型转换电路根据所述第一电压信号与所述第二电压信号输出与所述数字信号对应的模拟信号。
[0081]
在一实施例中，参见图4-图7，所述电流型转换电路包括第一电阻210，多个第一电流源230以及选通控制模块220；所述第一电阻210的第一端接地或连接电源，多个所述第一电流源230并联后连接到所述第一电阻210的第二端；所述选通控制模块220连接多个所述第一电流源230，上述步骤s810具体包括：所述选通控制模块220根据所述数字信号的低位数据，控制多个所述第一电流源230所在支路的通断；在所述第一电阻210的第二端产生所述第一电压信号。
[0082]
在一实施例中，所述电阻型转换电路包括第二电流源110，串联电阻120以及多路选择器130，所述第二电流源110输出的电流值对应所述高位数据的最低位的权重值；所述串联电阻120的第一端连接所述第一电阻210的第二端，所述多路选择器130连接所述第二电流源110和所述串联电阻120，所述步骤s820和步骤s830具体包括：所述多路选择器130根据所述数字信号的高位数据，选择与所述第二电流源110串联的电阻数量；所述第二电流源110的电流经过所述串联电阻120和第一电阻210产生第二电压信号；在所述串联电阻120的
第二端根据所述第一电压信号和所述第二电压信号输出所述模拟信号。
[0083]
举例来说，假设二进制数字信号是1011_1101，低位数据是1101，高位数据是1011，电流型转换电路根据低位数据1101，通过选通开关控制电流i、4i、8i所在支路导通，其他支路断开，在vr《0》产生第一电压信号vr《0》＝(i+4i+8i)*r。电阻型转换电路根据高位数据1011，通过多路选择器130控制10个第二电阻与一个第一电阻210共11个电阻与第二电流源110串联，第二电压信号可以是11r*16i。故vr_out＝vr《10》＝vdd-[(11r*16i)+(i+4i+8i)*r]。
[0084]
本技术实施例还提供了一种显示驱动芯片，该显示驱动芯片可以包括上述实施例所述的数模转换电路，该显示驱动芯片可以用于控制led(发光二极管)显示面板进行显示。由于本技术实施例提供的数模转换电路，减少了占用面积，所以显示驱动芯片采用本技术提供的数模转换电路时，可以减小显示驱动芯片的面积。
[0085]
在本技术所提供的几个实施例中，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本技术的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0086]
另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
[0087]
功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。