[发明专利]数字模拟转换装置有效

专利信息
申请号: 201110005215.9 申请日: 2011-01-12
公开(公告)号: CN102088293A 公开(公告)日: 2011-06-08
发明(设计)人: 周芳鼎;洪崇智 申请(专利权)人: 财团法人交大思源基金会
主分类号: H03M1/66 分类号: H03M1/66
代理公司: 北京科龙寰宇知识产权代理有限责任公司 11139 代理人: 孙皓晨
地址: 中国台*** 国省代码: 中国台湾;71
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摘要:
搜索关键词: 数字 模拟 转换 装置
【说明书】:

技术领域

发明是有关一种转换装置,特别是关于一种数字模拟转换装置。

背景技术

近年来数字技术的提升,集成电路的高度应用,以数字方式处理讯号已经成为一种普遍的方式。我们利用数字技术将现实世界中多数的模拟讯号,经取样的过程将讯号转成数字数据,再来做分析处理、压缩与传递,使得数字讯号的优点充分的被利用,然后在接收端经解压缩,再还原成原来模拟讯号,虽然讯号传递的过程中会使讯号产生些微的失真,然而在可容忍的失真范围内,我们所得到数字讯号的益处,远高于这微不足道的缺点。因此,数字化的讯号处理,迅速的发展应用,大哥大、数字相机、网络电话、语音与指纹辨识、运动控制器等数字讯号处理发展出的产品,被普遍的应用在日常生活中。数字化世界俨然成形,数字讯号处理应用的领域也就越来越广,相对的数字/模拟转换器的应用也越来越广。

在高速、高解析度的数字模拟转换器设计中,切换电流式数字模拟转换器(current-steering DAC)因具有不需额外的放大器来作转换,输出直接驱动几十欧姆的电阻,因此成为高速、高解析度数字模拟转换器的最佳架构。其中,二进位加权式(binary-weighted)是最直接又简单的实施方式;但是这种架构有一个很大的缺点,就是当数字输入改变时,输出端会有暂态突波(transient glitch),特别是从0111...11变化至1000…00时(majorcode transition),模拟输出会产生很大突波,进而破坏了数字模拟转换器的单调性,如图1所示。突波产生的原因主要在于从输入到输出的路径上,不同位元彼此之间没有做好匹配所致。为了改善这个问题,有一种所谓的热码式(thermometer code)数字模拟转换器,可以明显地降低暂态突波,但是它需要额外的二进位转单元解码器(binary-to-unary decoder),当位元数大时,此解码器有面积大、速度慢、平均功率消耗增加等缺点,所以不适合用于高速、高解析度的数字模拟转换器中。因此,为了结合二进位加权式与热码式的优缺点,许多的设计是采用分段式(segmented),即高位元部分采用热码式,低位元部分采用二进位加权式来取得平衡,不过这种分段式架构仍然在低位元部分具有潜在的非单调性问题,而且还需要另外的延迟电路去作高低位元输入讯号的同步。

因此,本发明是在针对上述的困扰,提出一种数字模拟转换装置,以解决现有所产生的问题。

发明内容

本发明的主要目的,在于提供一种数字模拟转换装置,其是采用小面积、低功耗的可变延迟缓冲电路,以改变不同输入位元所对应的延迟时间,来控制电子开关的时序(timing)与改变控制电子开关的讯号的上升或下降时间,进而明显降低暂态突波、提升无寄生动态范围(SFDR)。

为达上述目的,本发明提供一种数字模拟转换装置,包含一可变延迟缓冲电路、多个同步电路与一数字模拟转换单元,缓冲电路接收一具多个字元的数字讯号,并依据上述位元从高至低的顺序,分别对应依序延缓输出一第一互补数字讯号组。每一同步电路分别接收每一第一互补数字讯号组与一脉冲讯号,并以脉冲讯号作为第一互补数字讯号组的时间基准,进而分别对应每一第一互补数字讯号组,输出每一第二互补数字讯号组,供数字模拟转换单元接收。数字模拟转换单元包含多个电流源,每一电流源的电流量分别对应由低至高的位元顺序,以二进位加权式递增。另有多个电子开关,每一电子开关分别连接每一同步电路与每一电流源,并分别接收每一第二互补数字讯号组,以切换导通状态。上述电子开关更连接至少一电阻,每一电流源的电流是分别根据每一电子开关的导通状态流至电阻,以产生一模拟讯号。

其中所述数字模拟转换单元为电阻式数字模拟转换单元、电流式数字模拟转换单元或电容式数字模拟转换单元;

其中每一所述同步电路更连接一低振幅开关驱动器组,其是连接一高电压,并同步接收所述第二互补数字讯号组,以调整其振幅小于全摆动(full swing)振幅后,输出至所述数字模拟转换单元;

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