[发明专利]数字模拟转换器

说明书

技术领域

本发明是关于一种数字模拟转换器(Analog to Digital Converter，ADC)， 特别有关于一种具有自我校正(self calibration)功能的数字模拟转换器。

背景技术

图1是一种传统数字模拟转换器100，将一数字码D_in转换为模拟值，以 一输出电压V_out呈现。如图所示，电压V_ref施加于电阻R上，用以设定电流 I_pd；晶体管M₁负责提供电流I_pd，其栅极电压V_con耦接至晶体管M₂₁、M₂₂… M_2n的栅极端，令晶体管M₂₁、M₂₂…M_2n得以产生电流。根据数字码D_in，开 关电路102设定晶体管M₂₁、M₂₂…M_2n耦接至一电流电压转换器(此图例以电 阻R_out实现)的状况，使输出电流I_out随数字码D_in改变。由于输出电压V_out为 I_outR_out、且输出电流I_out随数字码D_in改变，故输出电压V_out得以反应数字码 D_in。

然而，芯片制作过程中，工艺的偏异(如通道长度/宽度偏移(channel length/width mismatch)、迁移率偏移(mobility mismatch)、或临界电压偏移 (threshold voltage mismatch))会影响数字模拟转换的准确度。

美国专利案US6157332揭露了一种具有校正功能的数字模拟转换器。图 2为其实施方式。于校正时，数字码D_in为一特定值，使控制逻辑(control logic)202产生一自我校正信号(self-calibration signa1)204导通开关206、且不 导通开关208。校正模式下，振幅感测器(amplitude detector)210感测n位数字 模拟转换器(n-bit DAC)212的输出电压V_out，提供一提升信号(UP)214与一下 降信号(DOWN)216令电荷泵(charge pump)218对电容220进行充放电，以调 整V_ref，进而校正电压V_out。

然而，US6157332所示的技术，电容220会有漏电问题。使用过程中， 必须周期性地重复上述校正动作方能维持电压V_ref的准确度；故US6157332 所示的技术仅能应用于有同步区间的电子装置上，如视频装置。此外，电荷 泵218与选择性输出信号耦合器(selective output signal coupler)222会增加电路 的复杂度，并提高电路的成本。

发明内容

本发明提供一种数字模拟转换器，用以将一数字码转换为一输出电压， 并且具有自我校正功能。本发明的数字模拟转换器包括：一校正信号产生器、 一定电流产生器、第一与第二电流供应器、以及一电流电压转换器。校正信 号产生器负责接收该输出电压以产生一校正信号，用以于一校正模式下控制 第一电流供应器内多个电流产生元件的实际作用数量。定电流产生器产生一 定电流，并分流至实际作用的第一电流产生元件。第二电流产生器包括多个 第二电流产生元件，由数字码决定实际作用的数量，以产生一输出电流。电 流电压转换器负责将输出电流转换为上述输出电压。上述第一与第二电流产 生元件彼此所产生的电流呈比例关系。

本发明将一数字码转换为一输出电压，并且具有自我校正功能，不需要 周期性地进行校正动作，可仅于启动初期进入一校正模式进行校正。

附图说明

图1是一种传统数字模拟转换器。

图2是US6157332专利案技术。

图3是本发明数字模拟转换器的一种实施方式。

图4是本发明数字模拟转换器的另一种实施方式。

图5是本发明数字模拟转换器的另一种实施方式。