一种适用于多通道分段式电流舵型数模转换器中电流源阵列的校准系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电流源校准电路，特别是涉及一种适用于多通道分段式电流舵型数模转换器中电流源阵列的校准系统。
【背景技术】
[0002]分段式电流舵型DAC通常包含编码器电路、锁存器阵列、开关阵列、电流源阵列和输出幅度调整电路五部分，输入数据采用分段编码方式在编码器电路进行编码，一般低位输入数据采用二进制编码，高位输入数据采用温度计编码；编码后的数据在锁存器阵列同步并缓冲后对DAC开关阵列进行控制，通过开关选通电流源阵列中对应的电流源；所有被开关选通的电流源的输出电流加和后得到整个DAC的电流输出；该输出电流信号最终通过电阻转换为电压信号。编码后的数据与开关阵列中的开关以及电流源阵列中的电流源都是一一对应的关系。
[0003]电流源阵列可分为高数据位段温度计编码电流源阵列和低数据位段二进制编码电流源阵列。温度计编码电流源阵列中每个电流源的大小相同，而二进制编码电流源阵列中每个电流源的大小成二进制比例关系。
[0004]由于工艺偏差的影响，单个分段式电流舵型DAC中电流源单元间会存在偏差与失配，使得DAC存在线性度误差，该误差会导致电流舵型DAC的有效位数以及无杂散动态范围等性能指标变差；并且工艺偏差也会使得多通道DAC (假设每个通道含有一个DAC，即通道数等于DAC个数)的各通道DAC间存在幅度偏差。
[0005]当前出现的一些对于DAC电流源阵列的校准方法，均只针对单个DAC进行校准，并且采用的是对电流源阵列中高数据位段的电流源进行逐一校准，对低数据位段电流源阵列整体校准的校准方式，因而校准精度不高。
[0006]例如，申请号为CN201310688537的专利公开了一种分段式电流舵DAC中电流源阵列的校准方法，该专利将电流源阵列分为高数据位段、中数据位段和低数据位段，能够弥补电路工艺偏差造成的电流源之间的偏差。但该专利仅对高数据位段的每一位电流源进行逐位校准，对其他位段电流源阵列进行整体校准，因而校准精度较低；并且不适用于通道数大于等于I的分段式电流舵DAC校准，无法保证通道间输出信号的一致性。
[0007]又如，申请号为CN201310093824的专利也公开了一种用于分段式电流舵DAC的数字校准技术，该专利在校准过程中比较器对待校准电流源阵列中的电流源以及基准电流源进行比较，控制模块进行校准。该专利仅说明了校准所采用的电路结构，以及校准模块与正常模块的连接方式，但并没有公开具体的校准算法，因而也无法评估校准能达到的具体精度。同样，该专利也无法适用于通道数大于等于I的分段式电流舵DAC进行校准，无法保证通道间输出信号的一致性。
[0008]再如，申请号为CN201410421448的专利公开了一种电流源校准电路，该专利只提供了单个电流源的校准方法，虽然提高了电流源的精度，但是实质上无法实现电流源阵列的校准，更无法实现多通道DAC电流源阵列的校准。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能保证电流源阵列中每一位电流源均得到校准的校准电路实现方式；采用该算法可以实现更高的校准精度，弥补工艺偏差造成的DAC电流源阵列中电流源间的偏差与失配，提高单个DAC的线性度，进而提高DAC的有效位数以及无杂散动态范围等性能指标。可以校准通道与通道间DAC的输出幅度偏差，使得各通道的输出趋于一致。校准电路与工作电路完全分隔，使得是否需要校准成为了可选，特别适用于多通道高速高位数电流舵型DAC的实现。
[0010]本实用新型的目的通过以下技术方案来实现:一种适用于多通道分段式电流舵型数模转换器中电流源阵列的校准系统，适用于至少一个通道的分段式电流舵型数模转换器的电流源阵列校准，每个通道的分段式电流舵型数模转换器均设置有与其相配合的电流源阵列校准电路；
[0011]所述的分段式电流舵型数模转换器包括编码器电路、锁存器阵列、开关阵列、电流源阵列和输出幅度调整电路，编码器电路的输入端与输入数据连接，编码器电路的输出端依次通过锁存器阵列和开关阵列与电流源阵列相连，输入数据采用分段式编码，低位输入数据采用二进制编码，高位输入数据采用温度计编码，编码器电路包括低数据位二进制编码器和高数据位温度计编码器，电流源阵列包括低数据位段阵列和高数据位段阵列；
[0012]电流源阵列校准电路包括外部测试电路、校准控制模块、校准存储单元、加法器和校准电流结构；外部测试电路与分段式电流舵型数模转换器的输出端连接，外部测试电路的输出端通过校准控制模块与校准存储单元的输入端连接，校准存储单元的一路输出端与校准电流结构的输入端连接，校准存储单元的另一路输出端通过加法器与输出幅度调整电路连接，加法器的输入端还连接幅度控制字；校准电流结构包括高数据位段校准电流结构和低数据位段校准电流结构；
[0013]电流源阵列的输出端还与电流源校准阵列连接，对于电流源阵列的高数据位段中的每个电流源以及低数据位段中的每个电流源均与电流源校准阵列中一个独立的校准电流结构连接。
[0014]所述的校准电流结构包括校准电流源开关阵列和校准电流源阵列，校准电流源开关阵列由校准存储单元中对应的存储数据控制，校准电流源开关阵列包括多个校准电流源开关，校准电流源阵列包括多个校准电流源，校准电流源开关与校准电流源串联后并联于主电流源的两端；校准电流结构包含电流输出能力按二进制权重由高到低分布的多个电流源，每个电流源与对应的一个开关相连，开关的控制信号来自校准存储单元中对应的校准值，根据每个电流源的校准值将不同大小的电流补偿到各个电流源总的输出电流中。
[0015]所述的高数据位段校准电流结构与低数据位段校准电流结构放在一起形成单独的电路校准模块。
[0016]本实用新型的有益效果是:
[0017]I)能够对分段式电流舵型DAC的低数据位段的每一个电流源进行校准，从而实现了很高的校准精度，弥补了工艺偏差造成的DAC电流源阵列中电流源间的偏差与失配，提高了单个DAC的线性度，进而提高了 DAC的有效位数以及无杂散动态范围等性能指标；
[0018]2)可以对通道数大于等于I的分段式电流舵型DAC进行校准，从而保证通道间输出信号的一致性，提高了分段式电流舵型DAC的线性性能以及各通道间的幅度一致性；
[0019]3)校准电路与工作电路完全分隔，使得是否需要校准成为了可选，特别适用于多通道高速高位数电流舵型DAC的实现，也有利于标准电流源模块的最优设计以及IP核复用。
【附图说明】
[0020]图1为多通道分段式电流舵型数模转换器中电流源阵列的校准系统结构示意图；
[0021]图2为每个通道的分段式电流舵型数模转换器中电流源阵列的校准系统结构示意图；
[0022]图3为校准电流结构原理图；