加入偏移值的转换装置与方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电子装置；具体地，涉及一种附加偏移值的数字/模拟转换装置与模拟/数字转换装置
【背景技术】
[0002]一般电路信号的偏移(offset)常引发许多问题。例如在音频应用中，音频电路输出的直流偏移(DC offset)常引起人耳听到爆破音(pop-noise)。目前解决此直流偏移造成爆破音的方法，是加入单一反相直流偏移来降低该直流偏移，但因工艺与环境的变异而有其限制。
[0003]上述方法可应用于模拟/数字转换器(Analog-to-Digital Converter, ADC)与数字/模拟转换器(Digital-to-Analog Converter, DAC),但直流偏移或爆破音的消除仍有限。如图1A所示采用开关电容(switch-cap)形式的模拟/数字转换器100a。模拟/数字转换器10a包含有一回路滤波器(Loop Filter)100al、一 N位量化器(N_bit Quantizer)100a2、一 N位内部数字/模拟转换器(N-bit Internal DAC)100a3。上述方法也可应用于如图1B所示的采用开关电容(switch-cap)形式的数字/模拟转换器100b。数字/模拟转换器10b包含有一运算放大器10bl、成对的电容Cl与C2、成对的开关S1、S2、S3、S4。
[0004]以现有三位增量累加(Three bits Sigma-Delta DAC)数字/模拟转换器为例说明。请参考图1B、图2A，如图2A所示，数字/模拟转换器10b的电容Cl包含有七个电容单元(Cell)—电容单元I?7。此七个电容单元I?7依据三位的输入码的数值000、001、010、011、100、101、110、111决定对电容单元I?7提供正参考电压VRP或负参考电压VRN，以产生相对应的八种不同状态。当数字/模拟转换器10b依据频率信号CKl与CK2切换开关S1、S2、S3、S4时，数字/模拟转换器10b依据数字码的八个数值可以产生下列八种大小的电荷值:
[0005](+1 +1 +1 +1 +1 +1 +1)* (C1/C2) =>+7* (C1/C2)
[0006](+1 +1 +1 +1 +1 +1 -1)* (C1/C2) =>+5* (C1/C2)
[0007](+1 +1 +1 +1 +1 -1 -1)* (C1/C2) =>+3* (C1/C2)
[0008](+1 +1 +1 +1 -1 -1 -1)* (C1/C2) =>+1* (C1/C2)
[0009](+1 +1 +1 -1 -1 -1 -1)* (C1/C2) =>_1* (C1/C2)
[0010](+1 +1 -1 -1 -1 -1 -1)* (C1/C2) =>-3* (C1/C2)
[0011](+1 -1 -1 -1 -1 -1 -1)* (C1/C2) =>-5* (C1/C2)
[0012](-1 -1 -1 -1 -1 -1 -1)* (C1/C2) =>_7* (C1/C2)
[0013]以电荷值(+1+1 +1 -1 -1 -1 -1)* (C1/C2) =>_1* (C1/C2)为例说明。假设正参考电压VRP为+IV、负参考电压VRN为-1V。接着，电荷值-1* (C1/C2)依据输入码100让电容单元7、6、5接收正参考电压VRP而得到数值+1 (白色框框)，且让电容单元4、3、2、1接收负参考电压VRN而得到数值-1 (黑色框框)。因此，可得到电荷值为(+1+1+1-1-1-1-1)
*(Cl/C2)=-1* (C1/C2)，若假设C1=C2，则可得到电荷值等于-1。其他输入码得到的电荷值依此类推。依此方式，可由运算放大器10bl产生电荷值为+7、+5、+3、+1、-1、-3、-5、-7的直流偏压Vop或Von。
[0014]然而，一般数字/模拟转换器或模拟/数字转换器的电容间可能因为工艺漂移、环境变异或不对称等因素，造成电容彼此发生大小不匹配现象(capacitor mismatch)而造成直流偏压Vop或Von的直流偏移。如图2B所示，假设电容单元7与其他电容单元I?6的电容值大小不匹配。如该图所示，例如电容单元7的电容值实际大小为实线框框处；而电容单元7的虚线框框处则用来表示电容单元7的电容值与其他电容单元匹配时的大小。现有技术在此时，会采用一个单一极小的电容，如图2B所示的电容单元0，来试图填补电容单元7的电容空缺处(虚线与实线的面积差)，以产生一个极小的单一反相直流偏移值来消除电容单元7的电容值不匹配所造成的直流偏移(DC offset)。但是往往会因为工艺的漂移，而无法精确预知且制造出该极小的电容值(或电容单元的变异值)。因此现有技术仍无法解决数字/模拟转换装置与模拟/数字转换装置的直流偏移问题。
【发明内容】
[0015]针对上述问题，本发明实施方式的目的之一在提供一种可以加入多个预设大小的反相偏移值的转换装置。
[0016]针对上述问题，本发明实施方式的目的之一在提供一种利用多个附加电容单元的差值产生预设大小的反相偏移值的转换装置，以补偿转换装置产生的直流偏移值。
[0017]本发明实施方式的转换装置可为一三角积分型态的数字/模拟转换装置或模拟/数字转换装置。
[0018]依据本发明的一实施方式，提供了一种转换装置。转换装置包含有一开关电路、一第一电容、多个附加电容单元、以及一运算放大器。开关电路，包含有多个开关。第一电容用以根据开关电路的切换来存储一第一电荷值。多个附加电容单兀包含具有一电容差值的一第一附加电容单元与一第二附加电容单元，用以根据开关电路的切换来分别存储极性大小不同的一第二电荷值与一第三电荷值。运算放大器依据第一电荷值产生一直流偏压，直流偏压包含有一直流偏移值，运算放大器并依据第二电荷值与第三电荷的差值产生一反相直流偏移值，以补偿直流偏移值。
[0019]依据本发明的另一实施方式，提供了一种转换装置，包含有一运算放大器、一第一电容、一第一附加电容单兀、一第二附加电容单兀。运算放大器用以产生一直流偏压。第一电容，包含有多个第一电容单兀，用以产生一第一电荷值，第一电荷值具有一电荷误差值，其中至少一第一电容单元具有一电容误差值，电荷误差值与电容误差值有关。第一附加电容单元用以存储一正电荷值。第二附加电容单元用以存储一负电荷值，其中正电荷值与负电荷值具有一电荷差值。其中，运算放大器依据第一电荷值、正电荷值、负电荷值产生直流偏压，且电荷差值用以补偿电荷误差值。
[0020]依据本发明的另一实施方式，提供了一种补偿转换装置偏移值的方法，包含有下列步骤:首先，提供一开关电路，其包含多个开关。根据开关电路的切换来利用一第一电容存储一第一电荷值以产生一直流偏压，其中第一电容包含有多个第一电容单兀，直流偏压包含有一直流偏移值，直流偏移值是由于多个第一电容单元之间不匹配而产生。根据开关电路的切换以及一第一附加电容单元与一第二附加电容单元之间的一电容差值来补偿直流偏移值。
[0021]本发明实施方式的转换装置与方法，利用多个附加电容单元之间的差异制造出多个极小反相偏移值的组合，以产生补偿原本电路直流偏压的直流偏移值，而可解决现有技术转换装置电容不匹配的问题。
【附图说明】
[0022]图1A显示一现有采用开关电容(switch-cap)形式的模拟/数字转换器的示意图。
[0023]图1B显示一现有采用开关电容(switch-cap)形式的数字/模拟转换器的示意图。
[0024]图2A显示现有数字/模拟转换器电容的电容阵列的示意图。
[0025]图2B显示现有数字/模拟转换器电容的电容阵列的另一示意图。
[0026]图3A显示本发明一实施方式的一种加入偏移值的转换装置的示意图。
[0027]图3B显示本发明一实施方式的转换装置为一数字/模拟转换装置的实施方式的运作状态图。
[0028]图3C显示本发明另一实施方式的转换装置为一数字/模拟转换装置的实施方式的运作状态图。
[0029]图4A显示本发明一实施方式的转换装置为一模拟/数字转换装置的实施方式的运作状态图。
[0030]图4B显示本发明一实施方式图4A转换装置的一等效电路的示意图。
[0031]图4C显示本发明一实施方式图4A转换装置的一等效电路的示意图。
[0032]图5A显示本发明一实施方式的转换装置为一模拟/数字转换装置的实施方式的运作状态图。
[0033]图5B显示本发明一实施方式