多级数模转换器的制作方法

本本申请涉及一种数模转换器(DAC)，尤其涉及使用多个切换串或阶段来实现的DAC。这样的结构特别适合于使用例如MOS技术的集成电路制造。

背景技术：

数模转换器(DAC)或DAC是本领域中已知的，并且用于将数字输入信号解码为相应的输出模拟信号。这样的DAC的实例在共同转让的美国专利US 5,969,657中描述，其内容通过引用的方式并入本文。

其它已知的DAC配置在共同转让的美国7,136,002描述的，再次通过引用并入本文，其描述了使用高阻抗中间状态实施的双重串DAC配置。

另外已知的DAC配置在共同转让的PCT/EP2014/055155中描述，再次通过引用并入本文，其描述了各种多级DAC电路。

技术实现要素：

按照本发明的教导的一个方面提供一种多级数模转换器(DAC)，包括：包括第一组电路元件的第一阶段，包括第二组电路元件的第二阶段和包括第三组电路元件的第三阶段。第三阶段的组件被布置成选择性地耦合负载通过第一和第二单个可切换的阻抗路径到第二阶段的第一和第二部分。使用这些电路元件的DAC可操作在不同的第一模式，第二模式和第三操作模式的每个。在第一模式中，第一阶段可切换地连接到独立于第三阶段的第二阶段；在第二模式中，该负载耦合并提交给电路元件的第二阶段的第一部分，并在第三模式中，负载耦合并提交给电路元件的第二阶段的第二部分。

应该理解，在这里，我们描述第一阶段被耦合到独立于第三阶段的第二阶段，可存在第一阶段和第三阶段之间设置的泄漏或同时存在的其它有限的导电路径，当所述第一阶段耦合到第二阶段时，但这些在第一和第二阶段之间的导电路径的上下文中相对琐碎，和贡献以及意义可以通过使用模拟等来评价，正如本领域的技术人员可理解地。在这方面，第一阶段可以被视为基本上独立于第三阶段被切换地耦合。

在一方面，单独的阻抗路径中的第一个包括第一可切换可变电阻器。在某些配置中，单独的阻抗通路的第二个包括第二可切换可变电阻器。第一和第二可变电阻器可以是相同的装置或者可以是不同的装置。当它们被提供为不同的设备使得提供第一和第二可切换可变电阻，第一和第二可切换可变电阻的每个可以具有大致相同的值。应该理解的是，它们的理想范围可以不同，因此，它们应不要求相同，但电路的再利用和用于相关的数字逻辑使用两个相同的值可有利的实现。

在一方面，单独的阻抗路径中的第一个包括多个电阻器，其可单独地切换以限定DAC中的最高有效位MSB以及最低有效位LSB过渡。

第三阶段可以被配置为将从第一阶段的高分辨率路径和低分辨率路径的每个提供到DAC的输出。通过提供可在第一阶段和第二阶段之间被耦合的第三阶段，第三阶段可以组合第二阶段使用，以提供LSB贡献给整体DAC传递函数。可以理解的是，DAC传递函数的分辨率涉及第二阶段LSB的贡献。通过减少第二阶段的各个电阻R2的电阻相对于第一阶段各个电阻R1的电阻，由第二阶段提供的LSB的大小将减小。具有由第二阶段提供的LSB的大小的减少，存在由第三阶段提供的LSB的减少的相应需要，以保持DAC传递函数的一致性。在第三阶段中的LSB的这种减少可通过加入第三阶段的分辨率来实现，其具有增加DAC的分辨率的整体效果。

以这种方式，第三阶段可以包括可编程电阻网络，提供多个单个切换和互补的阻抗路径。该可编程电阻网络可以被数字控制。

因此，本申请的第一实施例提供了DAC和将数字输入码转换为模拟等效的方法，如根据独立权利要求所提供。从属权利要求中提供了有利实施例。

附图说明

本申请现在将参考附图描述：

图1是示出根据本发明教导提供的DAC电路的方框结构示意图；

图2A是示出在第一开关装置中的图1的特定的附加细节的块结构，示出DAC的操作的第三模式；

图2B是示出在第二开关装置中的图1的特定的额外细节的块结构，示出DAC的操作的第一模式；

图2C是示出在第三开关装置中的图1的特定的附加细节的块结构，示出DAC的操作的第二模式；

图2D是示出第四开关装置中的图1中的特定的附加细节的块结构，示出DAC的操作的第二模式；

图2E是示出第五开关装置中的图1中的特定的附加细节的方块架构，表示DAC的操作的第一模式，其中R2串的上部现在耦合到相邻的电阻到图2B示出的，示出跨越式开关装置；

图3是示出可用于提供图1的第一和第二可变负荷之一的开关电阻网络的示例的方框示意图；

图4是可有利地用于选择性地提供从第一阶段到DAC的输出的路径的另一开关电路的例子；

图5A是可以有效地用于提供图1的DAC的电路的一部分的电路元件的示例；

图5B是可以有效地用于提供图1的DAC的电路的一部分的电路元件的示例；

图6A是可以有用地用于提供图1的DAC电路的一部分的其他类型的电路元件的示例；

图6B是可以有用地用于提供图1的DAC电路的一部分的其他类型的电路元件的示例。

具体实施方式

现在参考以多串数模转换器、DAC的形式的示例性配置描述本发明的教导。数模转换器用于将输入的数字信号转换成相应的模拟输出。根据本教导，DAC不需要缓冲体系结构。常规的DAC使用数字数转换装置来实现，但根据本教导，对于二进制转换没有限制的要求，虽然电路将在这方面进行说明。因此，当本发明指MSB和LSB过渡，常规解释在二进制状态改变的情况下，其反应数字输入码的细节，在本教导的范围内，这些应该被更一般地解释为状态改变，不一定代表二元过渡。

应该理解，多串DAC也可被认为多级DAC，其中每个级包括阻抗元件的串。在该多串转换器中，第一阶段使用第一串，用于转换N位数字字的高次位的组，和第二阶段使用第二串，以解码剩余的低阶位。在下面，其被提供以协助技术人员理解根据本发明教导的装置的特征和好处，每个串将参考使用电阻器的示例性实现进行说明。应该理解，电阻器是可以使用的阻抗元件的种类的一个例子，它并不意在将本教导限制在其中电阻专门用作阻抗元件的实施方式。在这方面，可以理解，电阻器可以是阻抗元件的优选类型，特别是在跨过串的电压高的场景中，例如耦合到转换器的基准端子的串。在电压比较小的其他串中，也可以使用其它元件，诸如有源MOS设备。本教导因此不应被解释为限于多电阻串DAC。

参考端子典型地耦合到所述第一串，以及下面的示例示出了电压源的具体例子。如将被本领域技术人员理解地，术语电压源意欲限定并包括有源电压电源，耦合到其它电路元件并配置成提供目标电压的电压缓冲器或电流源，或实际上被耦合到被动或主动网络的电压源/缓冲器/跟随或电路元件的任何其它结构，其可被实现为高电平电路的子部分，以及本教导的的并不意在限于任何特定的实施方式。在这个总的定义中，可以理解，本教导不应该限于任何特定的构造，因此使用术语参考端子。

此外，在随后的示例性附图的上下文中，参考一幅图描述的相同或类似部件会使用其它图中的相同标号来标记。

图1示出根据本教导提供的多级数模转换器DAC 100的块示意图形式的例子。该DAC包括带有多个阻抗元件(示意作为阻抗元件R1示出)的第一DAC级110。包括第一串110的第一阶段耦合到参考端子或节点，在该特定示例中，由电压源在第一111和第二112参考节点提供参考端子。

在图1的示意图中，这些参考节点不与任何引用作为其为正和负参考电压节点详述，因为这将可以理解，根据需要可以提供不同的电位。第一串被配置成将最高有效位(MSB)转换为数字输入信号，因此可以被认为是MSB DAC串。如将从以下理解地，在某些配置中，选定的LSB码也可以由第一串阻抗元件的选择性的和审慎切换提供，并且本教导不应当被解释为限于仅提供第一串的MSB转换。因此可从如下理解，根据本教导，该第一串的阻抗元件中的至少一个的审慎开关可用于提供在DAC的输出的LSB的转变。在这种方式，第一阶段不应该被视为仅仅提供数字输入字的MSB的转换。

DAC 100还包括第二组电路元件，被构造为将最低有效位(LSB)转换为数字输入信号，因此可以被认为是LSB DAC块120。该LSB DAC块120包括DAC的第二串160，第二串160包括多个阻抗元件R2并定义DAC的第二阶段。这些阻抗元件中单独耦合至个别的开关，从而允许这些阻抗元件的选择性切换。应该理解的是，各个阻抗元件的数目将在第二串变化，取决于整体DAC配置，和三个单独的电阻器的该示例性布置中应该被认为是可以形成实际电路阻抗元件的数目的纯粹示例。该LSB DAC块120被示出在此示意为被切换地耦合到DAC的输出节点140，但可以理解，也可以设置附加的阶段。如上所述，第二块或第二阶段被配置为将最低有效位(LSB)转换为数字输入信号，因此可以被认为是LSB DAC串，但再次，如从下文中，本教导可以理解不应被解释为仅限于提供从该第二串的LSB切换。

应该理解的是，通过对于第一110和第二120阶段的每个单位电阻器使用相等值的电阻，这有利地协助提供将数字输入码转换为对应的模拟值理想线性方案。然而，可以理解的是，在本教导的范围内，提供相等值的电阻在本教导的范围内不是至关重要的。还应当理解的是，在第一阶段110提供的电阻器R1的数量典型地大于在第二阶段120的电阻R2，因为这些电阻器被优先使用，以提供DAC传递函数的MSB转换。应当理解，该单元电阻器R1的值不必等于R2的电阻值。

应该理解的是，DAC传递函数的分辨率取决于由所述第二阶段提供的LSB贡献。这样，通过减少该第二阶段120的各个R2电阻器的电阻相对于第一阶段110的各个R 1电阻器的电阻，由第二阶段提供的LSB的大小将减小。为了确保传递函数的整体一致性被保持，从第三阶段LSB的贡献变得更加显著。维持DAC传递函数与具有降低值的R2电阻的一致性可以通过增加第三阶段的分辨率来实现，以匹配或补偿在第二阶段的分辨率的贡献的减少。

如图1所示，DAC 100还包括第三阶段130，其可被视为提供第一和第二可切换阻抗路径到第二阶段120的选定部分。通过切换第一或第二切换部分到第二阶段，负载被呈现给DAC 100的第一阶段110。

在图1的布置中，可切换路径包括第一部分130A和第二部分130B。第一部分和第二部分的每个包括负载，示出为图1中的RLOADA和RLOADB，使得第三阶段130(其在图1中示出为包括两种组件130A，130B)包括第一负载和第二负载。通过任一第一负载或第二负载切换到电路中，每个第一和第二负载130A、130B可以被独立地连接到DAC架构的其他组件，以便有选择提交各个负载到该体系结构的第一阶段。以这种方式，第一和第二负载以互补的方式耦合其它第二和第一负载。这可以通过提供第三阶段的各个部件130A和130B进行，为在每个DAC的第一和第二阶段之间的第一和第二单个切换的阻抗路径。通过明智切换这些各个路径，能够提供与从第一阶段将DAC 110选择电阻器的电阻并与从DAC的第二阶段120选择电阻串联的部分130A或130B的各个负载。第一和第二负载可以各自包括可变负荷，其可由可变电阻器或其它阻抗元件提供以提供多个单独切换的阻抗元件，其可选择地耦合或切换以改变呈现给第一组电路元件110的总负载，如图3。

在图1的布置中，由第三阶段定义的多个单个可切换和互补阻抗路径被选择性地激活，使得当从第三阶段到第一阶段110的第一部分130A提供负载时，基本上由第三阶段的第二部分130B到相同的第一阶段没有DC负载。这可以通过确保当限定通过第三组电路元件的第一路径的第一可切换阻抗路径被激活时，通过第三组电路元件的相应第二路径解耦进行配置，使得在静止状态，第一和第二份不同时激活。应该理解的是，两个路径之间的某些跃迁可以具有其中两个被激活的实例，但对于静态操作，本教导提供了两个路径之一被激活，而另两个被停用。

在一方面，单个互补阻抗路径中的第一个包括第一可切换的可变电阻器。在某些配置中，单独的互补阻抗路径中的第二个包括第二可切换的可变电阻器。每个第一和第二可切换可变电阻的电阻可以提供具有相同的电阻或者具有彼此重叠的电阻范围。

在一方面，单个互补阻抗路径中的第一个包括多个电阻器，其可单独地切换以限定在DAC中的最高有效位MSB和最低有效位LSB的过渡。

第三阶段可以被配置为提供从第一阶段到DAC的输出的每一个高分辨率的路径和低分辨率路径。这可通过提供多级结构来实现，其可以包括被耦合串联和/或并联的阻抗。可在本教导的范围内有利地使用的体系结构以提供并行可编程电阻的示例在于2015年8月11日提交的共同转让的申请代理人文档26256.0372-NP(APD 5268-1)，美国申请14/823,843中描述，其中的内容通过引用的方式并入本文。如该申请所描述的，可编程阻抗可以由响应输入码字跨在两个节点提供阻抗值的体系结构来提供。阻抗从第一分支和第二分支产生，第一分支耦合在两个节点之间并用于在整个输入码字的第一范围提供阻抗值，以及第二分支耦合在两个节点之间并用于在输入码字的第二范围提供阻抗值。通过使用第一和第二分支以产生所需操作的各自范围的阻抗，可消除与在其它已知可比可编程阻抗中开关电阻、漏电和速度相关的问题，其经设计在操作的整个范围内工作。这允许比现有可用的更高分辨率、动态范围。

以此方式，第三阶段可以包括可编程电阻网络，提供多个单个切换和互补阻抗路径。该可编程电阻网络可以被数字控制，并使用以数字变阻器，数字电位器或数字电位器的形式的可变电阻器提供。为完整起见通过引用的方式并入本文中，其可被有效地部署在本教导的范围内的数字可变电阻器的下列例子：US5495245，US6414616，US6567026和US7956786。

DAC 100可在三个静态或不同的模式之一。在第一模式中，第一阶段可切换地连接到独立于第三阶段的第二阶段；在第二模式中，第三阶段的负载耦合并提交给电路元件的第二阶段的第一部分，并在第三模式中，第三阶段的负载耦合并提交给电路元件的第二阶段的第二部分，每个所述第三和第二模式独立于其它的第二和第三模式提交。当从第三阶段的负载被提交给第二阶段的不同部分时，其对在DAC的输出140提供的总的模拟传递函数的效果也会不同。第一，第二和第三模式之间的转换可以被编程或预校准，取决于被提供给DAC 100的输入代码。以这种方式，第一、第二和第三模式之间的过渡可以由数字编码DAC传递函数或从DAC输入代码预编程或预校准的依赖关系来确定。这种校准可以通过使用查找表、布尔逻辑或综合优化或类似物来实现，如本领域的普通技术人员可以理解地。进一步的详细数字优化可以例如使用对于低功率或面积优化，如果/根据需要，如由本领域技术人员所能理解的。

应当理解，当连接在一起时的迄今所示的DAC级110，130，120提供总阻抗以得到目标，配置相关于参考端子111、112的输出电压电平。从每三个阶段具体耦合单个元件将改变输出电压电平，以及该特定耦合将取决于需要转换的输入代码。如图1所示，第二阶段120还包括交换网络，其将操作以选择性地将R2电阻串120的端子耦合输出节点140，并且开关网络的阻抗贡献被集成到DAC传递功能操作的所有静态或DC模式。

图4示出可以有用地采用另一种变化。在这种配置中，也可任选地耦合由第一阶段110提供的第一R1串的节点到输出140，并由此以不同方式集成第三阶段130贡献到DAC操作。在该结构中，第二阶段120的阻抗元件R2不直接切换地耦合到输出140，该块120内所示的开关保持打开，使得有助于整体DAC传递函数的阻抗经由由开关400限定的路径。虽然这可提供额外的灵活性，它的相关的缺点在于已经从第一阶段110耦合到输出140的附加组开关400A、400B。

在该示例性配置中，开关400A、B结合开关410，430A，430B的明智切换使用，即意图这些开关410、430A、430B的单个将定义路径，使得从单个RLOADA，RLOADB和R2串160的所选择也将贡献于输出端140。在进一步的构造中，所选择的开关410、430A、430B可以保持打开，使得在输出端140上的电压直接并仅相关于第一阶段110的贡献。可以理解，使用只从第一阶段的该直接耦合可转换的码的数量是有限的。使用如图4所示的双开关结构400A、400B允许跨越交换机制来实现，由此在第一阶段110的串中的电阻器R1的相邻两个可有选择地耦合到输出140。

在另一配置(未示出)中，可以提供将第一阶段110耦合到输出140的仅仅一组开关。该交换架构的具体细节可以不同于越级切换所使用的，其用于连接奇数和偶数R1电阻串中的一些到图4的输出140。

图5和6示出上述说明的第三阶段的电路元件的变化。在这些配置中，类似于图1，提供第一和第二可切换阻抗路径到第二阶段120的选定部分，当切换提交负载到DAC 100的第一阶段110时，该电路使用相同的负载，但不同的交换制度以达到相同的效果。

在图5A的结构中，其类似于图3的配置和将回顾作为表示用于提供任一RLOADA或RLOADB的一种布置的细节，第一阶段110经由开关装置430耦合到电阻器网络130。这允许选择耦合到第三阶段130的第一阶段的R1电阻的那些。

开关520允许从第三阶段130选择适当的一组电阻器，而开关501、502确定这些选定电阻耦合到第二阶段120的哪一部分。通过有选择地切换单个电阻器，所提供的总负载可以改变。应当理解，图5A不同于图3的配置，在于提供开关501、502的额外组，这是以互补的方式切换以改变电阻网络的负荷130被施加到第二阶段120的哪一部分。例如，如果开关501闭合而开关502保持打开状态，则负载被施加到第二阶段的上部。在501保持打开和502被关闭，则替代的负载被耦合到第二阶段的下部。应当理解的是，术语“上”和“下”是代表图5A中所示的耦合，并且不意图将耦合限制于任何特定的配置。在这方面，应该理解的是，第三阶段130的电路元件可以被切换地连接到第二阶段中的任何第一和第二部分。

以类似的方式，并如图5B所示，可提供从第一阶段110中任何第一和第二端子到第二阶段120的任何第一和第二部分的第一和第二路径。以图5B的简化示意性，这被示出为使用第一410A和第二410B开关，其将第一阶段110耦合到第二阶段120的第一和第二部分。

在图5A或5B的这种结构中，单独于电阻网络的电路元件提供开关网络501、502，所述电阻网络提供第三阶段130的负载。将会理解，这种布置提供了被串联彼此切换的第一520和第二501、502开关组。第一开关组520集成到第三阶段130，并允许电阻网络中单独的选择性切换。第二组501、502被提供以随后促进将这些选择电阻器的耦合到第二阶段120内的相应位置。

在替代结构中，如图6所示，提供第一601和第二602组开关，其中每个所述第一和第二组开关允许选择第三阶段130中的电阻器网络的电阻器。各组开关可以被认为是多路复用器，因为它们允许单独选择被连接在一起的电阻器网络的电阻器，以提供输出负载到第二阶段120。这种配置提供了双多路复用，其中，开关601、602提供一种数字电位计功能有时被称为数字电位器功能，其中它便于将第三阶段130内的选择电阻器切换到第二阶段120，并且还提供了选择第二阶段120内的单个电阻器R2。

在与上面所述的类似方式，使用开关装置430也可以改变第一阶段的所选R1电阻的那些被耦合到第三阶段130。

应该理解，在图6A(和图6B)的示意图中，第三阶段130中的阻抗元件被示为单个串。应当理解，提供该单个串实施方式用于便于说明，同样可能理想的是使用多级数字变阻器以减少开关的数目。应该理解的是，这也有利于在那里的最后阶段具有低的分辨率，这因此便于在第三阶段130和第二阶段120之间所需开关的数量减少的实现。

以这种方式，从上面的讨论可以回顾的第三阶段，在本教导的一个方面由数字电位器提供，将包含耦合到第一601和第二多路复用器602布置的电阻网络，提供整体双复用器600。通过使用第一601或第二602多路复用器，可提供从第三阶段到第二阶段120的特定部分的负载。在图6A中，开关601的硬线的概略表示开关组的激活，以便提供负载到第二阶段120的上部。在希望耦合负载到下部的替代配置中，第一开关组601将停用，和选定的第二开关组602中的一些激活。

以类似的方式，以这种结构，也与图5B中所示，如图6B所示，有可提供经由第一410A和第二410B切换的第一阶段110和第二阶段120之间的第一路径和第二路径，以允许第一阶段110的一个耦合到第二阶段120的任何第一部件或第二部分。

应该理解的是，当第三阶段包括经由单个复用器430(根据图5或图6)耦合到第一阶段的单个切换的电阻器网络，第三阶段的第一和第二开关的输出端被用于耦合第三阶段到第二阶段的单个可切换电阻器网络，该提供开关网络的具体将改变，因为用于跨越交换耦合奇数和偶数R1电阻串中的一些到输出140的交换架构的细节对于开关网络不同，所述开关网络用于将第一阶段110中的电阻器简单耦合到输出140。

虽然未详细描述，将可以理解，开关本身贡献阻抗，任何寄生电路和/或互连阻抗也会，并且在特定的交换制度中这些阻抗将有助于DAC结构的整体阻抗。普通技术的人员将理解，这些二次阻抗将需要在确定网络的整体阻抗中进行考虑，这些参数将在电路设计和模拟过程中被确定。

应当理解，DAC的该编程可以实现跨越式排列中每个操作模式的顺序活化，使得当递增或递减DAC输入代码时用于在第一阶段中的每个阻抗元件的切换机制能有效地顺序地激活第一、第二和第三模式。

该交换状态的示例从图2A，2B，2C，2D和2E的检查明显，其参考图1的电路描述，其描述了使用两个不同的负载RLOADA和RLOADB。应该理解的是，使用共享负载但图5或6的不同的切换路径，可产生原理图的等效集，表示所述第一，第二或第三模式的明智选择。对于本文简明起见，不设置这些原理图。

在图2A中，DAC是第三模式，从而在140提供的输出电压具有来自每个R1、R2和RLOADB的贡献。这通过从R1网络切换与R2网络串联的RLOADB实现。

在图2B中，每个RLOADA和RLOADB不切换到网络，使得在输出端140上的电压直接来自每个R1和R2阻抗网络的贡献。这表示DAC 100的第一操作模式，因为第一阶段可切换地连接到第二阶段，基本上没有与来自第三阶段的负载RLOADA、RLOADB的DC贡献。

在图2C中，第二操作模式被示例化。在这种配置中，在140提供的输出电压具有从每个R1、R2和RLOADA的贡献。

在图2D中，负载RLOADA耦合到R1阻抗元件的另一个，表示跨越式配置，从而RLOADA可切换地耦合到R2串连接的第一阶段的最低所示电阻器R1的下侧。在给选定的DAC输入代码提供的各种转换，沿R1串的该飞跃可以对于为每个RLOADA和RLOADB实现。应当理解，在这样的越级配置中，有R1串中的每个节点提供的两个开关，和明智选择这些开关中的单独开关可耦合在第三阶段负荷或提供第一110和第二阶段120之间的直接的DAC路径。

在图2E中，每个RLOADA和RLOADB被切换出，并且再次表示通过第一模式，类似于参考图2B所述。但是，R1至R2的开关配置由沿R1串的下部跨越变化，使得R网络的上部现在耦合到R 2串的下部耦合到的所示电阻器R1的最低部分，其中参见比较图2B中所示的切换机制。这允许在提供的特定DAC输入代码转换，每一个跨越交换状态按顺序使用相邻电阻器的第一阶段的贡献。应该理解的是，使用跨越式开关有利地允许减少必需的DAC开关的数量。

应该理解的是，由图2A至2E的每个提供的切换顺序表示切换机制的类型，用于有助于从初始耦合图2A的第二阶段120的顶部到图2C中的相同阶段的底部递减DAC。在图2D中，RLOADA串并联耦合第一阶段的底部电阻器R1，翻转R2串并展示跨越式实施方式。从图2C和2D的检查可以理解，在从第一阶段的第一阻抗元件耦合到所述第二阶段过渡到第一阶段的第二阻抗元件耦合到第二阶段，现有第二操作模式保持，因为RLOADA继续被提交给第一阶段，虽然该第一阶段的不同阻抗元件。应当理解，虽然本说明使用RLOADA，即类似跨越可用于RLOADB，以及从RLOADA或RLOADB到第一阶段中的元件的跨越通常将对于第一阶段的元件替代。

本蛙跳开关继续在图2E中示出，由此在第二阶段120的开关被实现，以允许从所述第一阶段110选择相邻电阻。

从图2B至图2E所示序列的检查显示了第一串110的连续电阻器如何可耦合到整体DAC网络以提供连续的DAC传递函数的变化。

虽然例举参照本发明的跨越式切换体制，应当理解，其它类型的开关制度也可以实施。例如，可提供不需要如此复杂的倒装或跳跃交换方法的切换。

应该理解的是，根据本教导的多级结构的各个阶段的布置维持通常与单个串结构相关联的特性的单调性。在不存在电路故障或缺陷时，使用这里所示的切换制度可以提供单调传递函数特性。

虽然如上在三阶段的DAC的情况下描述，附加的阶段可以添加到整体DAC网络，和因为每个附加级被添加到网络，连续串阻抗元件的数量可减少。因为第一阶段中定义的第一串主导功率消耗，并提供DAC的精度的关键部分，它通常包括比连续阶段较多数量的阻抗元件。最终，如果添加足够数量的阶段，阻抗元件的数目可以被最小化。

参考端子典型地联接到第一串110和通常被耦合到电压源。如将被本领域技术人员理解，术语电压源意欲限定并包括有源电压电源，电压缓冲器或耦合到其它电路元件并配置为提供靶电压的电流源。在这个总的定义中，可以理解，本教导不应该限于任何特定的配置，因此使用术语参考端子。应当进一步理解，其中参考端子通过电压源/缓冲器/跟随器驱动或耦合到无源、有源或交换网络，这些可以被实现为高电平电路的子部分，和本教导是不旨在被限定于任何特定的实施方式。

为了提供数模转换，该DAC电路提供为多个阻抗元件的明智切换，以提供用于将输入数字码的相应模拟输出。本领域的技术人员很明显的和已知的，有源耦合各个阻抗元件的开关网络也贡献整体DAC网络的阻抗。

DAC的优化可以许多不同的方式来实现；例如寄生阻抗和其他布局依赖效应(LDE)可以集成到优化，和开关电路可以包括例如和R1和/或R2相同类型的电阻或电阻材料的串联电阻元件。在受控阻抗开关设计方面的任何进一步发展也可以在这里使用。

在第三阶段作为数字电位器的示例性实施中-如上所述-在第三阶段使用的电阻元件通常是第一和第二阶段使用的同一种类型，因此来自电阻器(例如：工艺及温度变化)的所有的三个阶段变化是相关的并且彼此匹配。该变化匹配或跟踪是利用公知的本领域技术人员在电路和布局设计实践来实现的。

应该理解的是，其中，用于制造DAC的单个串的元件或设备参照具有电阻的电阻器描述，这些是各自具有相关联的阻抗的阻抗元件的具体例子。本教导并不被解释为限制于电阻器和电阻，并且可以在本教导的整个范围内使用的阻抗元件的其他例子。例如，当前的源或汇可以与DAC网络使用，但可以理解的是，使用上述根据示例性安排的无源阻抗有利地产生比例设计，从而降低了电压至电流灵敏度和返回电压转换错误源。

可以理解的是，本教导描述了MOS开关，用于所描述的示例性电路的操作。然而，可以理解的是，本教导的操作并不限于MOS开关，并且可以使用结型场效应晶体管(JFET)开关、金属半导体场效应晶体管(MESFET)、高电子迁移率晶体管(HEMT)、微电子-机械系统(MEMS)开关或转换器中使用的任何其他切换方案。此外，可以理解的是，MOS设备不使用现代技术中的金属氧化物半导体结构制造，但这是用来描述一般现代“CMOS工艺”的常规术语，包括那些使用多晶硅栅，金属栅和非氧化物绝缘层实现的。将进一步理解，当使用MOS开关时，这些开关不必被实现为传输门或单个MOS器件开关，因为许多其他交换机实施方式和配置，包括反向体施力，向前体施力，自适应偏置和其它的开关设计已知的本领域技术的技术也可以适当使用。

其它实施例都在所附权利要求的精神和范围内。例如，由于制造差异和二阶非理想条件，R1，R2的标称值和从交换网络和寄生阻抗的贡献可以被调整以提供最佳的结果。蒙特卡洛分析、其它的统计分析或模拟设计优化的工具和方法可以用于执行这种优化。例如，对于从第一阶段110耦合到第二阶段的每个节点，与直接路径410相关的寄生元件和并入第三串联负载的相应路径被期望匹配。这可以包括开关电路和寄生互连阻抗。这可以被捕获并在将布局寄生元件仿真验证，称为布局模拟。另外，各种技术也可以用于开关，例如CMOS传输门，MOS晶体管类型(例如，NMOS或PMOS)，无论在开关的一侧或两侧的单个或多个串联电阻。更进一步地，也可以使用两个平行的电阻器串。

虽然本教导已经参照常规的二进制编号安排的具体示例描述，因为这些表示通常青睐和广泛使用的实施方式。然而，本教导不应当被解释为限于这些实施方式，因为本教导具有非二值基本安排或不同的编号系统中的应用，诸如相对素数。

在本教学的上下文中，整体DAC分辨率是每个阶段的单独贡献的组合。在提供二进制DAC分辨率的情况下，一个或多个各个阶段可以提供非二进制贡献。按照本教导，由DAC结构提供的状态的数目可以等于或大于实际所需，这可证明在电路或系统优化是有用的。

虽然本发明的教导描述具体特征或参照特定的数字，可以理解，这些特征或元件可与其它特征或元件使用，而不脱离所要求保护的教导的精神或范围。

参照本说明书本文中使用时，词语“包括/包含”和“具有/包括”用于指定所陈述的特征、整体、步骤或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、组件或它们的组。

本发明的教导并不限于上文描述的实施例，而是可以在结构和细节上进行改变。