一种数模转换器校准方法及装置与流程

本发明涉及一种数模转换器校准方法及装置，属于数模转换电路。

背景技术：

1、数模转换器（digital-to-analog converter，dac）作为数字电路和模拟电路的桥梁，随着通信技术和传输技术的发展，对其需求越来越大，对其速度和精度的要求也越来越高。电流舵结构由于其不需要高速运算放大器、建立时间短、cmos工艺中匹配精度高于电阻电容、能够直接驱动阻性负载等优点，在高速高精度dac中逐渐成为主流结构。

2、为了折衷考虑dac的面积和性能，高精度电流舵dac通常都会进行分段编码设计，即高位采用温度计码编码方式，低位采用二进制码编码方式。如14位电流舵dac采用“6+8”的编码方式，即高6位采用26-1个尺寸完全相同的电流单元实现温度计码编码，称为最高有效位（must significant bit，msb），高位的电流单元称为msb电流单元；低8位采用8个二进制权重的电流单元实现二进制编码，其中最小的电流单元称为最低有效位（leastsignificant bit，lsb）。低8位的所有电流单元的电流值之和为28-1lsb，高6位的其中一个电流单元的电流值为28lsb。在深亚微米工艺中，由于制造工艺波动、温度梯度等因素的影响，电流单元之间的失配不可避免，并且逐渐成为制约高速高精度电流舵dac性能的瓶颈。目前还没有有效减小失配的方法。

技术实现思路

1、本发明提供了一种数模转换器校准方法及装置，解决了背景技术中披露的问题。

2、根据本公开的第一方面，提供了一种数模转换器校准方法，在数模转换器工作之前，将每个msb电流单元的电流调节至等于低位电流；其中，低位电流为所有低位电流单元的电流和加1lsb。

3、在本公开的一些实施例中，通过基准电流单元的基准电流调节msb电流单元的电流；

4、将每个msb电流单元的电流调节至等于低位电流，包括：

5、将基准电流单元的基准电流调节至等于低位电流；

6、将每个msb电流单元的电流调节至等于调节后的基准电流。

7、在本公开的一些实施例中，所有msb电流单元调节完成后，将调节结果存储，下一次数模转换器工作时，直接调用本次的调节结果。

8、在本公开的一些实施例中，还包括在数模转换器在码值切换时，对比前后码值，根据码值的对比结果，以每次码值切换时msb电流单元阵列的状态都不完全一致为目标，随机打开和关闭部分msb电流单元。

9、在本公开的一些实施例中，根据码值的对比结果，以每次码值切换时msb电流单元阵列的状态都不完全一致为目标，随机打开和关闭部分msb电流单元，包括：

10、当前一个码值大于后一个码值时，随机选取l个msb电流单元关闭，同时随机选择s个关闭的msb电流单元打开；其中，l为前后码值的差值加s，s为预设值；

11、当前一个码值小于后一个码值时，随机选取l个msb电流单元打开，同时随机选择s个开启的msb电流单元关闭；

12、当前一个码值等于后一个码值时，随机选择s个开启的msb电流单元关闭，同时随机选择s个关闭的msb电流单元打开。

13、根据本公开的另一方面，提供了一种数模转换器校准装置，包括数字校准逻辑电路，在数模转换器工作之前，数字校准逻辑电路用以将每个msb电流单元的电流调节至等于低位电流；其中，低位电流为所有低位电流单元的电流和加1lsb。

14、在本公开的一些实施例中，还包括基准电流单元；

15、基准电流单元用以提供基准电流；

16、数字校准逻辑电路用以将基准电流单元的基准电流调节至等于低位电流，将每个msb电流单元的电流调节至等于调节后的基准电流。

17、在本公开的一些实施例中，还包括存储电路，存储电路用以在所有msb电流单元调节完成后，将调节结果存储，下一次数模转换器工作时，从存储电路中直接调用本次的调节结果。

18、在本公开的一些实施例中，还包括位于数模转换器数据通路的dem电路，在数模转换器数据通路的码值切换时，dem电路对比前后码值，根据码值的对比结果，以每次码值切换时msb电流单元阵列的状态都不完全一致为目标，随机打开和关闭部分msb电流单元。

19、在本公开的一些实施例中，dem电路被配置为：

20、当前一个码值大于后一个码值时，随机选取l个msb电流单元关闭，同时随机选择s个关闭的msb电流单元打开；其中，l为前后码值的差值加s，s为预设值；

21、当前一个码值小于后一个码值时，随机选取l个msb电流单元打开，同时随机选择s个开启的msb电流单元关闭；

22、当前一个码值等于后一个码值时，随机选择s个开启的msb电流单元关闭，同时随机选择s个关闭的msb电流单元打开。

23、本发明所达到的有益效果：1、本发明采用静态电流单元校准技术，使每个msb电流单元的电流值最终可以与低位电流相等，从而可消除失配引起的误差；2、本发明结合静态电流单元校准技术和动态随机化编码dem技术，在减小失配的基础上，兼顾随机化和控制开关毛刺。

技术特征：

1.一种数模转换器校准方法，其特征在于，在数模转换器工作之前，将每个msb电流单元的电流调节至等于低位电流；其中，低位电流为所有低位电流单元的电流和加1lsb。

2.根据权利要求1所述的数模转换器校准方法，其特征在于，通过基准电流单元的基准电流调节msb电流单元的电流；

3.根据权利要求1或2所述的数模转换器校准方法，其特征在于，所有msb电流单元调节完成后，将调节结果存储，下一次数模转换器工作时，直接调用本次的调节结果。

4.根据权利要求1所述的数模转换器校准方法，其特征在于，还包括在数模转换器在码值切换时，对比前后码值，根据码值的对比结果，以每次码值切换时msb电流单元阵列的状态都不完全一致为目标，随机打开和关闭部分msb电流单元。

5.根据权利要求4所述的数模转换器校准方法，其特征在于，根据码值的对比结果，以每次码值切换时msb电流单元阵列的状态都不完全一致为目标，随机打开和关闭部分msb电流单元，包括：

6.一种数模转换器校准装置，其特征在于，包括数字校准逻辑电路，在数模转换器工作之前，数字校准逻辑电路用以将每个msb电流单元的电流调节至等于低位电流；其中，低位电流为所有低位电流单元的电流和加1lsb。

7.根据权利要求6所述的数模转换器校准装置，其特征在于，还包括基准电流单元；

8.根据权利要求6或7所述的数模转换器校准装置，其特征在于，还包括存储电路，存储电路用以在所有msb电流单元调节完成后，将调节结果存储，下一次数模转换器工作时，从存储电路中直接调用本次的调节结果。

9.根据权利要求6所述的数模转换器校准装置，其特征在于，还包括位于数模转换器数据通路的dem电路，在数模转换器数据通路的码值切换时，dem电路对比前后码值，根据码值的对比结果，以每次码值切换时msb电流单元阵列的状态都不完全一致为目标，随机打开和关闭部分msb电流单元。

10.根据权利要求9所述的数模转换器校准装置，其特征在于，dem电路被配置为：

技术总结
本发明公开了一种数模转换器校准方法及装置，本发明采用静态电流单元校准技术，使每个MSB电流单元的电流值最终可以与低位电流相等，从而可消除失配引起的误差，并且本发明结合静态电流单元校准技术和动态随机化编码DEM技术，在减小失配的基础上，兼顾随机化和控制开关毛刺。

技术研发人员：李敬业,王永刚,刘兴隆,张帅
受保护的技术使用者：苏州云芯微电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17