一种基于温度计码的电流舵型数模转换器的制作方法

本发明属于集成电路技术领域，特别涉及一种基于温度计码的电流舵型数模转换器。

背景技术：

数模转换器(digitaltoanalogconverter，简称dac)是能够将数字信号转换为模拟信号的一种信号转换器，广泛应用于需要进行信号处理的各个领域。数模转换器有多种类型，其中电流舵型数模转换器(currentsteeringdigitaltoanalogconverter)是一种常用的数模转换器结构，具有匹配精度高、响应速度快的优势，在高速且对匹配性要求较高的电路中有着广泛的应用，并且电流舵型数模转换器的能量利用率较高，当对输出信号进行差分利用时几乎能将所有的能量输出。

然而，常规的电流舵型数模转换器使用电流值成二进制倍数关系的电流源阵列，由于电流源受限于电阻值的匹配精度，由于工艺、光刻等原因导致电阻值并不完全相同的时候，进而不可避免的存在着失配，直接影响到数模转换的精度。数模转换器所能达到的精度，一定程度上取决于电流源的失配误差。因此，如何降低电流源阵列的电流失配，进而提高数模转换器的转换精度是急需解决的技术问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提出一种基于温度计码的电流舵型数模转换器，通过引入译码电路将二进制数字输入信号转换为温度计码数字控制信号输出，将传统的电流值成二进制倍数关系的电流源阵列转换为电流值为单一值的电流源，并用温度计码数字信号进行控制，由于新的电流源阵列中电流值为单一值，使得电流源阵列的电流失配相对比较小，进而有效提高的数模转换器的转换精度。

为了实现上述技术目的，本发明实施例采用如下技术方案：

一种基于温度计码的电流舵型数模转换器，该数模转换器包括译码电路、电流源模块、比较器模块、负载电阻模块与反馈电阻模块，译码电路的一端接入数字输入信号，译码电路的另一端与电流源模块的一端相连，电流源模块的另一端与比较器模块的反向输入端相连，比较器模块的输出端与反馈电阻模块的一端相连，反馈电阻模块的另一端分别与比较器模块的反向输入端和负载电阻模块的一端相连，译码电路将二进制码的数字输入信号转换为温度计码的数字控制信号。

进一步的，二进制码的数字输入信号为n位，n为大于等于1的自然数。

进一步的，译码电路将n位二进制码的数字输入信号dn转换为2ⁿ-1位温度计码的数字控制信号。

进一步的，电流源模块包括电流源阵列，电流源阵列包括i个电流值相同的电流源ii，每个电流源ii的一端端接入相应数字控制信号，每个电流源ii的另一端与相应开关ki的一端相接，i为1到2ⁿ-1的自然数。

进一步的，开关ki的另一端依次相连并接入比较器模块的反向输入端。

进一步的，比较器模块包括基于运算放大器的比较器，比较器的正向输入端接入参考电压vref。

进一步的，负载电阻模块包括负载电阻r0，负载电阻r0的另一端接地。

进一步的，反馈电阻模块包括反馈电阻r1，反馈电阻r1的一端与比较器的输入端相连，反馈电阻r2的另一端与比较器的反向输入端相连。

进一步的，数模转换器的输出电压vout为：

相较于现有技术，本发明具有如下技术效果：

本发明提出了一种基于温度计码的电流舵型数模转换器，该数模转换器包括译码电路、电流源模块、比较器模块、负载电阻模块与反馈电阻模块，译码电路的一端接入数字输入信号，译码电路的另一端与电流源模块的一端相连，电流源模块的另一端与比较器模块的反向输入端相连，比较器模块的输出端与反馈电阻模块的一端相连，反馈电阻模块的另一端分别与比较器模块的反向输入端和负载电阻模块的一端相连，译码电路将二进制码的数字输入信号转换为温度计码的数字控制信号。上述数模转换器通过引入译码电路将二进制数字输入信号转换为温度计码数字控制信号输出，将传统的电流值成二进制倍数关系的电流源阵列转换为电流值为单一值的电流源，并用温度计码数字信号进行控制，由于新的电流源阵列中电流值为单一值，使得电流源阵列的电流失配相对比较小，进而有效提高的数模转换器的转换精度。

附图说明

图1为本发明实施例提出的一种基于温度计码的电流舵型数模转换器的电路结构图；

图2为本发明实施例提出的一种基于温度计码的电流舵型数模转换器的电路原理图。

其中：1、译码电路；2、电流源模块；3、比较器模块；4、负载电阻模块；5、反馈电阻模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

如图1所示，本发明实施例提出了一种基于温度计码的电流舵型数模转换器，该数模转换器包括译码电路1、电流源模块2、比较器模块3、负载电阻模块4与反馈电阻模块5，译码电路1的一端接入数字输入信号，译码电路1的另一端与电流源模块2的一端相连，电流源模块2的另一端与比较器模块3的反向输入端相连，比较器模块3的输出端与反馈电阻模块5的一端相连，反馈电阻模块5的另一端分别与比较器模块3的反向输入端和负载电阻模块4的一端相连，译码电路1将二进制码的数字输入信号转换为温度计码的数字控制信号。

其中，数模转换器的二进制码的数字输入信号为n位，n为大于等于1的自然数，数字输入信号相应的译码电路1的输入端。

如图2所示，译码电路1将n位二进制码的数字输入信号dn转换为2ⁿ-1位温度计码的数字控制信号，从而将传统的电流值成二进制倍数关系的电流源阵列转换为电流值为单一值的电流源，并用温度计码数字信号进行控制，由于新的电流源阵列中电流值为单一值，传统的电流值成二进制倍数关系的电流值，电流源阵列的电流失配相对比较小。

示例的，译码电路1将二进制码的数字输入信号d0、d1、d2、d3、。。。dn-1，相应的转换为2ⁿ-1位温度计码的数字控制信号。

电流源模块2包括电流源阵列，电流源阵列包括i个电流值相同的电流源ii，每个电流源ii的一端分别接入相应数字控制信号，每个电流源ii的另一端与相应开关ki的一端相接，i为1到2ⁿ-1的自然数。每个开关ki由温度计码数字控制信号进行控制，且每个电流源ii分别接入电源值相同的数字控制信号。

优选的，每个开关ki的另一端依次相连并接入比较器模块3的反向输入端。

示例的，开关相应的包括k1、k2、。。。、k2ⁿ-2、k2ⁿ-1

比较器模块3包括基于运算放大器的比较器，包括正相输入端、反相输入端与输出端，其中正向输入端接入参考电压vref，反相输入端分别与电流源模块2、反馈电阻模块5的一端、负载电阻模块4的一端相连，输出端输出相应电压。

负载电阻模块4包括负载电阻r0，负载电阻r0的一端与比较器模块的反向输入端相接，负载电阻r0的另一端接地。具体的，负载电阻r1的电阻值为r，r的具体数值需要根据实际情况而具体设定，在此仅作为一个标识。

反馈电阻模块5包括反馈电阻r1，反馈电阻r1的一端与比较器模块3的反相输入端相连，另一端与比较器模块3的输出端相连。具体的，负载电阻r1的电阻值为r，r的具体数值需要根据实际情况而具体设定，在此仅作为一个标识。

上述基于温度计码的电流舵型数模转换器，引入译码电路将二进制数字输入信号转换为温度计码数字控制信号输出，将传统的电流值成二进制倍数关系的电流源阵列转换为电流值为单一值的电流源，并用温度计码数字信号进行控制，由于新的电流源阵列中电流值为单一值，使得电流源阵列的电流失配相对比较小，进而有效提高的数模转换器的转换精度。

优选的，如图2所示，数模转换器的输出电压vout为：

其中，合理的选取vref、i、r0、r1的值，就可以让数模转换器的模拟输出电压处于所需要的范围。

综上，本发明提出了一种基于温度计码的电流舵型数模转换器，该数模转换器包括译码电路、电流源模块、比较器模块、负载电阻模块与反馈电阻模块，译码电路的一端接入数字输入信号，译码电路的另一端与电流源模块的一端相连，电流源模块的另一端与比较器模块的反向输入端相连，比较器模块的输出端与反馈电阻模块的一端相连，反馈电阻模块的另一端分别与比较器模块的反向输入端和负载电阻模块的一端相连，译码电路将二进制码的数字输入信号转换为温度计码的数字控制信号。上述数模转换器通过引入译码电路将二进制数字输入信号转换为温度计码数字控制信号输出，将传统的电流值成二进制倍数关系的电流源阵列转换为电流值为单一值的电流源，并用温度计码数字信号进行控制，由于新的电流源阵列中电流值为单一值，使得电流源阵列的电流失配相对比较小，进而有效提高的数模转换器的转换精度。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。