[发明专利]基于对偶权电阻链的权电压式ADC和DAC

权利要求书

1.一种基于对偶权电阻链的权电压式ADC和DAC，其特征是：包含对偶权电阻链，其视在总对偶电阻链由视在主电阻链NR和视在副电阻链NR’串联而成，视在主电阻链NR由主权电阻2⁰R～2^N-1R串联而成，视在副电阻链NR’由副权电阻2⁰R’～2^N-1R’串联而成，主、副视在电阻链中权值j相等的主、副电阻，即2^jR与2^jR’为一对阻值相等的对偶权电阻；每个权电阻并联一个由数字信号控制的数字开关；2^jR并联数字开关S_j，被数字信号D_j控制；2^jR’并联数字开关被数字信号控制；令S_j和为互反的对偶开关，即S_j和中总是有一个导通而另一个截止，所以对偶电阻总是一个接入一个隐除，使主、副视在电阻链在数字信号控制下成为一对互补的N位数字式可调电阻器主链R_y和副链R’_y，当R_y变大时，R’_y等量的变小，反之亦然，所以R_y+R’_y和电流I为恒定值，其主链电压为V_y＝R_y*I；数模转换过程为：数字信号控制对偶开关，从而控制对偶权电阻链中权电阻，使得权电阻(2^N-1R、…、2⁰R)可以任意接入和隐除，形成了权电压，排除了寄生电压后，净权电压(2^N-1Θ*I、…、2⁰Θ*I)可以任意加减，所以主链电压V_y在(2^NΘ*I～0)范围可调，量化间距Δ＝Θ*I；因为该装置由数字信号控制输出可调权电压，所以是对偶权电阻链权电压式DAC；在这种DAC的基础上，若采用逐次比较方法就成了基于对偶权电阻链的逐次比较型ADC，若采用预判式方法加并行器结构，就成了基于对偶权电阻链的预判式ADC；

注意到数字开关电阻是半导体材料，温度变化会引起阻值变化，为了抵消这种变化，权电阻上的附加电阻采用与开关电阻相同的或特性一致的材料；

2.根据权利要求1所述的基于对偶权电阻链的权电压式ADC和DAC，其进一步的特征是：在电阻链上串联一个电流源就成了泛电阻链，明确约定：文件中所有的电流源A_⊕Φ和A_▲Φ均为可选项，所有实施例中的对偶链都是泛电阻链，涵盖了有电流源式对偶链、无电流源式对偶链和电流源加主链式电阻链三种；紧靠系统正极V_P串联电流源A_⊕Φ后，A_⊕Φ另一端的电压为V_⊕Φ，称V_⊕Φ为亚正极，若没采用电流源A_⊕Φ，则正极V_P与亚正极V_⊕Φ合并而且通用；同样，紧靠系统电源地串联电流源A_▲Φ后，A_▲Φ另一端电压为V_▲Φ，称V_▲Φ为亚地；若没采用电流源A_▲Φ，则地与亚地V_▲Φ合并而且通用；电流源只能选一个，以选用A_⊕Φ为例，因为无电流源时的链电流I＝V_⊕Φ/R_Z，所以电流源A_⊕Φ参数确定的最优化为：令电流源A_⊕Φ的源电流I_⊕Φ调节至I；注意到调节源电流I_⊕Φ时V_⊕Φ又会变化，I_Φ也会变化，所以这是一个互相影响的调节和设计，最后实现I_⊕Φ＝I_Φ，可以提高抗干扰性和抑制开关毛刺电压；如果在高精度电流源的情况下，电流源A_⊕Φ的源电流I_⊕Φ在任意负载下高精度恒定，则可以不管I_Φ而任意确定源电流I_⊕Φ的值；这时，如果将副链用导线置换，令对偶链只剩下主链，就成为电流源加主链式DAC，同样得到主链净权电压等式：实现DA转换。