[发明专利]一种高精度数字到解算转换器

权利要求书

1.一种高精度数字到解算转换器，其特征在于：该转换器由电压基准源、参考源、高精度正余弦函数拟合器、高精度D/A转换器和数据锁存器组成，实现将16位数字信号输入转换为解算信号；

所述的数据锁存器与高精度正余弦函数拟合器、高精度D/A转换器三者互相连接，数据锁存器将外部输入的16位数字信号转化为高精度正余弦函数拟合器和高精度D/A转换器需要的控制信号，控制两者内部的开关，并提供锁存功能；高精度D/A转换器将高精度正余弦函数拟合器提供的高4位解算模拟信号作为参考信号，数据锁存器提供的控制信号做为数字量，进行线性D/A转换，生成低12位的解算模拟信号并反馈给高精度正余弦函数拟合器；

高精度正余弦函数拟合器将外部输入的参考信号依据数据锁存器提供的开关信号，产生高4位解算模拟信号，并结合高精度D/A转换器反馈的低12位解算模拟信号，拟合成16位解算模拟信号；

电压基准源和参考源与高精度正余弦函数拟合器和高精度D/A转换器相连，为其内部的运算放大器和其他模拟电路提供温漂小的偏置电流。

2.根据权利要求1所述的高精度数字到解算转换器，其特征在于：该转换器采用单片集成的方式，在外部仅用少量调试电阻或者精密电阻网络，实现高精度数字至解算信号的变换；采用函数替代法，用运算放大器运算组合拟合高精度正余弦函数输出；采用星型连接优化拓扑结构方法，消除连接导线电阻对高精度正余弦函数拟合器的精度和温度漂移影响；采用高性能运算放大器，减少电路因负载、信号摆幅、零位失调因素产生的各类失真失调；采用温度补偿的电流基准源，实现低温漂。

3.根据权利要求1所述的高精度数字到解算转换器，其特征在于：该转换器采用BiCMOS或者BCDMOS工艺，用单片集成的方式，把分立器件数字到解算功能用单芯片或者加上部分外围器件实现；在精度需求低时，所有功能模块用单片实现，如12位精度以下；在精度需求高时，将高精度正余弦函数拟合器中的精密电阻网络、高精度D/A转换器的精密电阻网络放置在专用集成电路外部来实现。

4.根据权利要求1所述的高精度数字到解算转换器，其特征在于：该转换器采用函数替代法，用运算放大器运算组合拟合高精度正余弦函数输出；其高精度正余弦函数拟合器由高4位粗分电路、K函数替代电路、正余弦加减电路构成；高4位粗分电路采用精密电阻分压、反相与高4位控制的控制开关的多路信号选取，得到R_fsinα和R_fcosα两路高4位解算模拟信号；K函数替代电路和正余弦加减电路用线性函数K′替代三角函数K得到R_fsin（α+β）和R_fcos（α+β）的近似值，即实现高精度数字到解算的转换。

5.根据权利要求1所述的高精度数字到解算转换器，其特征在于：该转换器采用高性能运算放大器设计技术得到高增益、大共模工作范围和具有AB类扩展输出结构以及低零位失调的运算放大器，实现精密计算和低失真失调。

6.根据权利要求1所述的高精度数字到解算转换器，其特征在于：该转换器采用温度补偿的电流基准源，实现与电源电压无关且300K附近温漂接近零的基准电流输出，具有低的温漂与宽工作温度范围。