行随机化，动作单元阵列43根据随机化后的温度计码控制动作单元阵列43的动作。这样，将温度计码进行随机化，可以随机打开或关闭动作单元，从而得到的状态发生变化的动作单元的数目也就是随机的，因此，改变了动作单元的打开顺序，不再像温度计编码那样根据输入信号的值依次打开或关闭动作单元，使得动作单元的状态随机发生变化，从而降低状态发生变化的动作单元的数目与输入信号的相关性，进而减少频率为2 ω的干扰，提高DAC的动态线性度。
[0047]可选地，在本实施例中，该数模转换器可以用于对6位的数字码流进行数模转换，输入信号为6位数字码流的高4位。这与图1中采用分段结构进行编码的DAC的编码结构类似，通过本实施例的数模转换器，温度计编码器41将数字码流中的高4位作为输入信号转换为温度计码，然后在DEM模块42中对温度计码进行随机化，得到随机打开或关闭的动作单元对应的温度计码。
[0048]如图6所示，为本实用新型数模转换器第二实施例的结构示意图，在第一实施例的基础上，DEM模块42具体可以包括:第一随机数生成单元61和第一随机化单元62，第一随机数生成单元61与第一随机化单元62连接，第一随机化单元62与温度计编码器41连接，动作单元阵列43与第一随机化单元62连接。其中，第一随机数生成单元61用于生成表示温度计码起始位置的随机数；第一随机化单元62用于采用上述随机数，对温度计码的起始位置进行随机化，温度计码为连续排列，也就是说，第一随机化单元62根据随机数选取温度计码的起始位置，然后根据这个随机的起始位置将温度计码依次排列。这样按照温度计码得到打开的动作单元是连续排列的，但是由于起始的动作单元是随机的，所以在该实施例中是通过部分随机来对温度计码进行随机化的。
[0049]本实施例的工作过程如下:如图7所示，为本实用新型数模转换方法第二实施例的流程示意图，该方法在图5所示的方法的基础上，步骤52具体可以包括以下步骤:
[0050]步骤71、第一随机数生成单元61生成表示温度计码起始位置的随机数；
[0051]步骤72、第一随机化单元62采用随机数，对温度计码的起始位置进行随机化，温度计码为连续排列；
[0052]这里，第一随机化单元62根据随机数选取温度计码的起始位置，然后根据这个随机的起始位置将温度计码依次排列。
[0053]如图8所示，为本实用新型数模转换器第二实施例中DEM模块42对温度计码进行随机化的动作单元变化示意图，在该图中，具体是以6位DAC为例进行说明的。与图2所示的温度计编码的动作单元变化不同，在该图中，在输入信号的值为3时，对应第一随机数生成单元61生成的随机数为0，则可以确定温度计码起始位置为0，即打开的动作单元的起始位置为位置0，然后根据该起始位置连续排列温度计码，也就是依次打开3个动作单元；当输入信号的值由3变为7时，对应第一随机数生成单元61生成的随机数变为4，则可以确定此时要打开的动作单元的起始位置为位置4，则从位置4处的动作单元开始，连续排列温度计码，也就是依次打开7个动作单元，这时，由图中可以得到状态发生变化的动作单元的数目Δ =10。同理，当输入信号的值由7变为13时，对应第一随机数生成单元61生成的随机数变为I，则可以确定此时要打开的动作单元的起始位置为位置I，则从位置I处的动作单元开始，需要依次打开13个动作单元，得到状态发生变化的动作单元的数目△ = 6 ;当输入信号的值由13变为6时，对应第一随机数生成单元61生成的随机数变为5，则可以确定此时要打开的动作单元的起始位置为位置5，则从位置5处的动作单元开始，依次打开6个动作单元，得到状态发生变化的动作单元的数目△ =7。由此可以看出，状态发生变化的动作单元的数目A与输入信号的值没有关系。
[0054]如图9所示，为本实用新型数模转换器第三实施例的结构示意图，与第二实施例的不同之处在于，DEM模块42具体可以包括:第二随机数生成单元91和第二随机化单元92，第二随机数生成单元91与第二随机化单元92连接，第二随机化单元92与温度计编码器41连接，动作单元阵列43与第二随机化单元92连接。其中，第二随机数生成单元91用于生成表示温度计码的排列位置的随机数；第二随机化单元92用于采用随机数，对温度计码的排列位置进行随机化。在该实施例中，温度计码的排列位置是完全随机的，也就是在编码过程中，动作单元的打开或者关闭都是随机的，相对于第二实施例中的情况，在该实施例中是通过对温度计码进行完全随机化，得到完全随机打开的动作单元。
[0055]本实施例的工作过程如下:如图10所示，为本实用新型数模转换方法第三实施例的流程示意图，与图7所示的方法的不同之处在于，该方法中步骤52具体可以包括以下步骤:
[0056]步骤101、第二随机数生成单元91生成表示温度计码的排列位置的随机数；
[0057]步骤102、第二随机化单元92采用随机数，对温度计码的排列位置进行随机化。
[0058]如图11所示，为本实用新型数模转换器第三实施例中DEM模块42对温度计码进行随机化的一种动作单元变化示意图，同样以6位的DAC为例进行说明。当输入信号的值为3时，第二随机化单元92采用第二随机数生成单元91生成的随机数对输入信号对应的温度计码的排列顺序进行随机化，也就是得到随机打开15个动作单元中的3个，同理，当输入信号的值由3变为7时，随机打开15个动作单元中的7个，这时，由图上可以得到状态发生变化的动作单元的数目A =8，这8个动作单元的状态变化中，有的是从关闭状态到打开状态的变化，有的是从打开状态到关闭状态的变化。同理，当输入信号的值由7变为13时，得到状态发生变化的动作单元的数目A =6;当输入信号的值由13变为6时，得到状态发生变化的动作单元的数目△ =11。由此可以看出，状态发生变化的动作单元的数目Δ与输入信号的值没有关系，DEM模块42根据随机数对温度计码的排列顺序随机化，得到动作单元打开与关闭的情况是完全随机的。
[0059]如图12所示，为本实用新型数模转换器第三实施例中DEM模块42对温度计码进行随机化的一种动作单元变化对应的状态发生变化的动作单元数目的频谱仿真图，在该图中，通过对状态发生变化的动作单元的数目做快速傅里叶变换后的频谱进行分析。与图3所示的采用温度计编码时得到的仿真图相比，在该图中，当X = 0.3852时，Y = -5.991，所以通过DEM模块42对温度计码随机化后，状态发生变化的动作单元的数目对应的信号频率为2ω成分时，输入信号的幅度下降了 5.991dB，所以相应地减少了频率为2ω的干扰。
[0060]可选地，在本实施例中，还有一种特殊的情况，如图13所示，为本实用新型数模转换器第三实施例中DEM模块42对温度计码进行随机化的另一种动作单元变化示意图，与图11的不同之处在于，在第二随机化单元92采用第二随机数生成单元91生成的随机数对输入信号对应的温度计码的排列顺序进行随机化时，每一次选取并打开的第一个动作单元都为15个动作单元中的第一个，这样，根据图13得到的状态发生变化的动作单元的数目的情况如下:当输入信号的值由3变为7时，得到状态发生变化的动作单元的数目△ =8;当输入信号的值由7变为13时，得到状态发生变化的动作单元的数目Δ =6;当输入信号的值由13变为6时，得到状态发生变化的动作单元的数目△ =11。同样地，这种特殊情况还可以扩展到每一次选取并打开的前两个动作单元都为15个动作单元中的前两个、每一次选取并打开的前三个动作单元都为15个动作单元中的前三个等情况，但是需要有随机打开的动作单元存在，以保证DEM模块42对温度计码的随机化。
[0061]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种数模转换器，其特征在于，包括: 温度计编码器，用于将输入信号转换为温度计码； 动态元件匹配DEM模块，用于生成随机数，采用所述随机数对所述温度计码进行随机化； 动作单元阵列，用于根据随机化后的温度计码，控制所述动作单元阵列的动作。2.根据权利要求1所述的数模转换器，其特征在于，所述DEM模块包括: 第一随机数生成单元，用于生成表示所述温度计码起始位置的随机数； 第一随机化单元，用于采用所述随机数，对所述温度计码的起始位置进行随机化，所述温度计码为连续排列。3.根据权利要求1所述的数模转换器，其特征在于，所述DEM模块包括: 第二随机数生成单元，用于生成表示所述温度计码的排列位置的随机数； 第二随机化单元，用于采用所述随机数，对所述温度计码的排列位置进行随机化。4.根据权利要求1所述的数模转换器，其特征在于，所述数模转换器用于对6位的数字码流进行数模转换，所述输入信号为所述6位数字码流的高4位。5.根据权利要求1所述的数模转换器，其特征在于，所述动作单元阵列为电容阵列、电阻阵列或电流单元阵列。
【专利摘要】本实用新型涉及一种数模转换器。该数模转换器包括：温度计编码器，用于将输入信号转换为温度计码；动态元件匹配DEM模块，用于生成随机数，采用所述随机数对所述温度计码进行随机化；动作单元阵列，用于根据随机化后的温度计码，控制所述动作单元阵列的动作。本实用新型用以降低状态发生变化的动作单元的数目与输入信号的相关性，提高DAC的动态线性度。
【IPC分类】H03M1/66
【公开号】CN205029649
【申请号】CN201520820956
【发明人】刘兴强, 苏炜, 金锐, 程华斌, 李昊煚, 梁宇华
【申请人】昆腾微电子股份有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年10月21日