专利名称：具有脉冲宽度调制输出的电阻串数字模拟转换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电阻串(R-string)数字模拟转换器，特别是涉及一种具有脉冲宽度调制输出的电阻串数字模拟转换器。
本发明为一种具有脉冲宽度调制输出的电阻串(R-string)数字模拟转换器，其是藉由一奇数的电阻串及一偶数的电阻串的结合，使其输出尾音资料时，能收敛在中间电位，并消除尾音的不稳定现象。
数字模拟转换器(DAC)的应用相当广泛，尤其在语音处理方面，更是不可获缺的主要元件。现有的数字模拟转换器有利用多电阻串(Multiple R-String)的方式来实现。如
图1所示，电阻串有二组RS1及RS2，输入的数位资料可分为高位元控制信号SH及低位元控制信号SL。高位元控制信号SH用来控制电阻串RS1，低位元控制信号SL用来控制电阻串RS2。输出电位Vout是由RS1及RS2二个电阻串来决定，当开关SW11及SW12导通(ON)时，选择到电阻串RS1里的R11，而SW22导通时，则选择到电阻串RS2里的R21，如此一来，即输出一最高的电位，即Vref。同理，若欲输出其他电位，亦可藉由开关组SW1及SW2的切换，来达到目的。
在语音处理时，尾音通常控制在一数位数值的中间值，例如以八位元为例，尾音的值为80H，而在收敛尾音时，通常数值是在80H上下漂动，例如可能一会儿跳81H，一会儿又跳到7FH，直到收敛结束时才真正停在80H。然而，吾人发现，7FH其高位元控制信号为7，二进位为0111，但80H的高位元控制信号为8，二进位为1000，二者在控制时会分别选到不同的电阻，也因此，在收敛时，尾音的效果会在0111及1000所选的不同的电阻上跳动，而造成声音品质上的瑕玼。若收尾音时，能在相同的电阻(高位元电阻串)上来收敛，则可达到最佳的收敛效果。
另外，PWM可用在语音处理上，然而PWM一般是采用过取样(oversampling)的方式，以8k语音取样而言，如果要表达到音质可接受的范围，至少要4倍频，这是指1位元而言，如果是六位元，工作频率就需64*4*8k＝2M Hz，如此解析度提高，工作频率也必须拉高，使设计难度增加，进而造成设计上的成本提高。
本发明的目在于克服上述现有技术存在的缺点，针对数字模拟转换器的电阻串提出改良，使尾音收敛时，能收于中间准位，进而提高语音处理的效果，同时利用锯齿波，使PWM的输出频率不受解析度的影响。
本发明的目的是由以下技术方案实现的。
一种脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，使输入的一资料的一尾端资料收敛于一中间准位，其包括一资料解码器，藉以输入该资料，并解得一高位元控制信号及一低位元控制信号；一第一电阻串，其是由奇数个电阻串接而成，并因应该高位元控制信号的控制而选择其中一指定电阻；一第二电阻串，其是由偶数位电阻串接而成，是跨接于该指定电阻上，并受该低位元控制信号的控制而输出一取样电位，而因应该尾端资料，使该取样电位是收敛于该中间准位；以及一取样电路，是因应该取样信号，输出一对应的脉冲宽度信号。
一种脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，使输入的一资料的尾端资料收敛于一中间位准，其包括一数字模拟转换器，藉以输入该资料，并输出一取样电位，而因应该尾端资料使该取样电位收敛于该中间位准；以及一取样电路，是因应该取样电位，并配合一锯齿波输出一对应的脉冲宽度信号。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。
前述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其中所述资料是为一语音资料。
前述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其中所述尾端资料是为该语音资料的尾音。
前述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其中所述中间准位是为该数字模拟转换器的一高电位及一低电位的中间电位。
前述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其中所述资料解码器是为一N位元数字模拟(D/A)解码器。
前述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其中所述取样电路包括一锯齿波产生器，藉以产生一锯齿波；以及一比较器，是藉以比较该锯齿波及该取样电位，而于取样电位高于该锯齿波的电位时，输出一高电位。
前述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其中所述取样电路更包括一与门，电连接于该比较器的输出端，以于该锯齿波的下缘时，防止该取样电路的输出误差。
前述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其中所述取样电路是输出一方波。
前述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其中于所述方波的宽度是与该取样电位的高低成正比。
前述的的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其中所述数字模拟转换器是包括一资料解码器，藉以输入该资料，并解得一高位元控制信号及一低位元控制信号；一第一电阻串，是由奇数个电阻串接而成，并因应该高位元控制信号的控制而选择其中一指定电阻；以及一第二电阻串，是由偶数位电阻串接而成，是跨接于该指定电阻上，并受该低位元控制信号的控制而输出该取样电位，而因应该尾端资料，该取样电位是收敛于该中间准位。
前述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其中所述资料为一语音资料，而该尾端资料为该语音资料的尾音。
前述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其中所述中间准位为该数字模拟转换器的一高电位及一低电位的中间电位，而该资料解码器为一N位元数字模拟解码器。
前述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其中所述取样电路包括一锯齿波产生器，藉以产生该锯齿波；以及一比较器，是藉以比较该锯齿波及该取样电位，而于取样电位高于该锯齿波的电位时，输出一高电位。
前述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其中所述取样电路更包括一与门，电连接于该比较器的输出端，以于该锯齿波的下缘时，防止该取样电路的输出误差。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和积极效果。由以上技术方案可知，本发明脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其以第一电阻串奇数，第二电阻串偶数的结构，可以具体改善语音处理时尾音收敛的问题，使其正确收敛在中间位准，同时利用锯齿波产生器，更可使工作频率不会随着解析度而改变，当然在取样电路里加设一与门，更可防止于锯齿波下缘(falling edge)时防止该取样电路的输出误差动作发生，深具有产业价值及进步性。
本发明的具体结构由以下实施例及其附图详细给出。
图1是现有的数字模拟转换器电阻串的电路图。
图2是本发明较佳实施例的数字模拟转换器电阻串的电路图。
图3是本发明较佳实施例的锯齿波输出脉冲控制信号。图号说明SW开关 SH高位元控制信号SL低位元控制信号R电阻RS电阻串(R-String)21锯齿波产生器 22比较器23与门 24数字模拟解码器25第一电组串(RS1) 26第二电阻串(RS2)以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的具有脉冲宽度调制输出的电阻串数字模拟转换器，其具体结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图2所示，其是本发明具有脉冲宽度调制输出的电阻串数字模拟转换器的较佳实施例。该电阻串数字模拟转换器，其包括一资料解码器24、一第一电组串(RS1)25、一第二电阻串(RS2)26及一取样电路，可使输入的一语音资料的尾音资料收敛于一高电位及一低电位的中间电位。该资料解码器24，用以输入该语音资料，并解得一高位元控制信号及一低位元控制信号，其中该资料解码器24以一N位元数字模拟解码器为佳。该第一电阻串(RS1)25，是由奇数个电阻串接而成，用以因应该高位元控制信号的控制而选择其中一指定电阻；该第二电阻串(RS2)26，是由偶数个电阻串接而成，是跨接于该指定电阻上，并受该低位元控制信号的控制而输出一取样电位，而因应该尾音资料，使该取样电位是收敛于该中间电位；至于该取样电路，用以因应该取样信号，输出一对应的脉冲宽度信号。
其中该取样电路更可包括锯齿波产生器21、比较器22、与门23等元件。该锯齿波产生器21，用来产生一频率f2的锯齿波，而该锯齿波的上下限电压是由该第一电阻串(RS1)25所决定的V_H及V_L的值来控制。至于该频率f2基本上大于频率f1的二倍，如果要得到较精准的PWM波形，则需拉高PWM的频率，也就是必须提高锯齿波的频率。该比较器，是藉以比较该锯齿波及该取样电位，而于取样电位高于该锯齿波的电位时，输出一高电位。该与门(And Gate)23，电连接于该比较器的输出端，用以于该锯齿波的下缘(falling edge)时，防止该取样电路的输出误差。该取样电路输出一方波，其宽度是与该取样电位的高低成正比。
当语音资料以频率f1进入数字模拟转换器24时，由输入资料来的A个高位元来决定高位元控制信号H_SWS的值，H_SWS控制所有的第一电阻串(RS1)25中的哪二个开关要打上，如此便可决定第二电阻串(RS2)26的上下限电压，而低位元控制信号L_SWS则决定第二电阻串里的开关，如此所输出的电压便是数字模拟转换器24的取样电压Vs。而第一电阻串(RS1)25的电阻个数要用奇数，用于语音处理时，才能收敛在中间的位准。
图3为锯齿波与输出PWM波形的时序图。当输入资料为0...01时，宽度最小，而当输入资料为F...FF时，宽度最大，输入资料为0...00时则没有脉冲输出。
本发明的特征在于，第一电阻串(RS1)25由奇数个电阻串联而成，第二电阻串(RS2)26由偶数个电阻串联而成，如此一来，当尾音收敛时(以八位元为例)，接近80H的81H、7FH等电位，在解码时，会被解在第一电阻串(RS1)25的同一电阻上，而由第二电阻串(RS2)26的电阻来决定不同的电位，因此解析度在收尾音时即可收敛在中间位准，不会产生不稳的问题。
另外，输入的语音资料经电阻串转换器(R-String DAC)转换为类比信号经比较器与锯齿波相比较后，即可产生所需的脉冲宽度随资料线性变化，此随输入资料(Data in)变化的脉冲波形即为PWM的波形，而PWM的输出频率是利用锯齿波的频率来控制，所以在数字模拟转换器(DAC)提高解析度时，不会因解析度的提高而使PWM的输出频率升高。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，使输入的一资料的一尾端资料收敛于一中间准位，其特征在于其包括一资料解码器，藉以输入该资料，并解得一高位元控制信号及一低位元控制信号；一第一电阻串，其是由奇数个电阻串接而成，并因应该高位元控制信号的控制而选择其中一指定电阻；一第二电阻串，其是由偶数位电阻串接而成，是跨接于该指定电阻上，并受该低位元控制信号的控制而输出一取样电位，而因应该尾端资料，使该取样电位是收敛于该中间准位；以及一取样电路，是因应该取样信号，输出一对应的脉冲宽度信号。
2.根据权利要求1所述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其特征在于所述资料是为一语音资料。
3.根据权利要求2所述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其特征在于所述尾端资料是为该语音资料的尾音。
4.根据权利要求1所述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其特征在于所述中间准位是为该数字模拟转换器的一高电位及一低电位的中间电位。
5.根据权利要求1所述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其特征在于所述资料解码器是为一N位元数字模拟解码器。
6.根据权利要求1所述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其特征在于所述取样电路包括一锯齿波产生器，藉以产生一锯齿波；以及一比较器，是藉以比较该锯齿波及该取样电位，而于取样电位高于该锯齿波的电位时，输出一高电位。
7.根据权利要求6所述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其特征在于所述取样电路更包括一与门，电连接于该比较器的输出端，以于该锯齿波的下缘时，防止该取样电路的输出误差。
8.根据权利要求6所述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其特征在于所述取样电路是输出一方波。
9.根据权利要求8所述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其特征在于所述方波的宽度是与该取样电位的高低成正比。
10.一种脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，使输入的一资料的尾端资料收敛于一中间位准，其特征在于其包括一数字模拟转换器，藉以输入该资料，并输出一取样电位，而因应该尾端资料使该取样电位收敛于该中间位准；以及一取样电路，是因应该取样电位，并配合一锯齿波输出一对应的脉冲宽度信号。
11.根据权利要求10所述的的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其特征在于所述数字模拟转换器是包括一资料解码器，藉以输入该资料，并解得一高位元控制信号及一低位元控制信号；一第一电阻串，是由奇数个电阻串接而成，并因应该高位元控制信号的控制而选择其中一指定电阻；以及一第二电阻串，是由偶数位电阻串接而成，是跨接于该指定电阻上，并受该低位元控制信号的控制而输出该取样电位，而因应该尾端资料，该取样电位是收敛于该中间准位。
12.根据权利要求11所述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其特征在于所述资料为一语音资料，而该尾端资料为该语音资料的尾音。
13.根据权利要求11所述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其特征在于所述中间准位为该数字模拟转换器的一高电位及一低电位的中间电位，而该资料解码器为一N位元数字模拟解码器。
14.根据权利要求10所述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其特征在于所述取样电路包括一锯齿波产生器，藉以产生该锯齿波；以及一比较器，是藉以比较该锯齿波及该取样电位，而于取样电位高于该锯齿波的电位时，输出一高电位。
15.根据权利要求14所述的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其特征在于所述取样电路更包括一与门，电连接于该比较器的输出端，以于该锯齿波的下缘时，防止该取样电路的输出误差。
16.根据权利要求14所述的的脉冲宽度调制的电阻串数字模拟转换器，其特征在于所述取样电路是输出一方波，而该方波的宽度是与该取样电位的高低成正比。
全文摘要
本发明是使输入的一资料的一尾端资料收敛于一中间准位,包括:资料解码器,藉以输入该资料,并解得一高位元控制信号及一低位元控制信号;第一电阻串,是由奇数个电阻串接而成,并因应该高位元控制信号的控制而选择其中一指定电阻;第二电阻串,是由偶数位电阻串接而成,跨接于指定电阻上,受低位元控制信号的控制而输出一取样电位,因应尾端资料,取样电位是收敛于中间准位;取样电路,是因应取样信号并配合一锯齿波,输出一对应的脉冲宽度信号。
文档编号H03M1/66GK1367583SQ0110227
公开日2002年9月4日 申请日期2001年1月20日 优先权日2001年1月20日
发明者谢进益, 陈一修, 林春安 申请人:盛群半导体股份有限公司