[实用新型]一种DAC校准电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及混合信号电路，尤其涉及DAC(digital-to-analogconverter，数字模拟转换器)。

背景技术

n位精度电流型DAC电路通常由两部分组成，一部分是由MSB(MostSignificant Bit，最高有效位)单元电流源组成的2^a-1个单元阵列，另一部分是由LSB(Least Significant Bit，最低有效位)单元电流源组成的2^b-1个单元阵列，且满足

n＝a+b

I_MSB＝2^b·I_LSB                                           (1)

I_total＝(2^a-1)·I_MSB+(2^b-1)·I_LSB

其中，n是DAC电路的精度位数，I_MSB是MSB单元的电流，I_LSB是LSB单元的电流，I_total是DAC电路的总电流。

图1是电流型DAC结构示意图，其中，左图是由MSB单元组成的MSB块示意图，右图是由LSB单元组成的LSB块示意图。

图1中，MSB块和LSB块分别由两个不同的偏置(bias)电路设置偏置电压来产生电流。由于芯片工艺的因素，会造成MSB电流与LSB静态电流不匹配，这在高精度的DAC设计中是十分致命的。为了匹配MSB和LSB电流，通常会在芯片中加入一个校准电路(calibration)，使得MSB与LSB电流误差不影响DAC的静态性能。

图2是传统DAC校准电路结构框图，该校准电路包括MSB单元、LSB单元、电阻R1、电阻R2和比较器OA。

图2中，MSB单元与电阻R1相连，LSB单元与电阻R2相连，且比较器OA同相端连接至MSB单元与电阻R2之间的连接点V2，比较器OA反相端连接至LSB单元与电阻R1之间的连接点V1，比较器OA输出端连接至MSB单元以调整MSB单元电流，并且电阻R2、R1满足

R2＝2^b·R1                                        (2)

其中，2^b表示LSB单元电流与MSB单元电流之间的关系。

由于MSB单元与电阻R1串联，V₁＝I_MSB·R1，LSB单元与电阻R2串联，V₂＝I_LSB·R2，因此V1、V2电压差ΔV为

ΔV＝I_MSB·R1-I_LSB·R2                                    (3)

将公式(2)代入公式(3)得，

IMSB-ILSB·2b=ΔVR1---(4)]]>

比较器OA比较V1、V2电压差，并根据其比较结果调整MSB单元的电流，直到该电压差ΔV在设计允许范围内时，校准结束。

图2中的传统校准电路存在两个固有缺陷，一个是电阻R1、R2本身的匹配误差，另一个是比较器OA本身的直流偏差(DC offset)。这两种设计缺陷会使比较器的比较结果存在一定误差，直接导致MSB电流与LSB静态电流无法得到很好的匹配，因此，此种校准电路无法应用到高精度的DAC中。

实用新型内容

本实用新型提供了一种能解决以上问题的DAC校准电路。