[发明专利]低毛刺噪声DAC

说明书

一种N位数模转换器(DAC)包括N个输入级，每一输入级生成相同量的电流并且包括对差分位作出响应的一对类似大小的晶体管开关。与DAC的M个最高有效位相关联的2M‑1个输入级被并行连接并且差分地将它们的电流递送至DAC的电流求和节点。其余的(N‑M)个级中的每一者包括一电阻性网络，该电阻性网络供应由该级在DAC内的位位置的二元权重所定义的电流。(N‑M)个级将它们的电流差分地递送至电流求和节点。DAC进一步包括阻抗衰减器，该阻抗衰减器被适配成使电流求和节点的阻抗以及电流求和节点之间的电压差维持在由布置在该阻抗衰减器中的差分放大器的增益所定义的范围内。

根据35 U.S.C. §119的优先权要求

本申请要求于2013年3月8日提交的美国专利申请S.N. 13/791,536的权益，该申请通过引用整体纳入于此。

背景

本公开涉及电子电路，尤其涉及数模转换器。

数模转换器(DAC)是将数字信号转换成模拟信号的电子电路。使用多个参数来确定DAC针对任何给定应用的适用性。这些参数有DAC执行数模转换的速度、DAC的分辨率、以及DAC所生成的噪声。

无线通信设备(诸如蜂窝电话)常常使用高速、高分辨率的DAC来将数字信号转换成模拟信号以供由布置在该通信设备中的模拟电路进行进一步处理。此类DAC中生成的毛刺增加了噪声本底，这进而可能干扰由无线通信设备所传送的信号。毛刺噪声的主要来源之一在于当在DAC的数字输入处发生转变时DAC的各个级之间存在的延迟差。

对于增强型无线标准(诸如长期演进(LTE)标准)，低噪声、低功率、宽带、高分辨率的DAC越来越重要。在射频(RF)应用中，由发射机DAC所生成的高频毛刺噪声是能够落入接收机信道中并且使接收机信道减敏的带外噪声。控制低功率、高分辨率、宽带DAC中的毛刺噪声仍然是一个挑战。

简要概述

根据本发明的一实施例的一种数模转换器(DAC)包括各输入级，该输入级生成相同量的电流并且具有类似尺寸的晶体管开关。流过晶体管开关的电流以及毛刺噪声因而对于DAC的全部输入级而言是相同的。对应于DAC的最低有效位的输入级包括电阻性网络。每一此类级中的电阻性网络根据该级在DAC内的位位置的二元权重来缩放其接收到的电流。

根据本发明的一个实施例的一种N位DAC至少包括与DAC的M个最高有效位相关联的2M-1个并行级、与DAC的(N-M)个最低有效位相关联的(N-M)个级、以及阻抗衰减器。2M-1个级中的每一者包括一对开关并且被适配成生成相同的电流以及经由其开关对将这一电流递送至DAC的一对电流求和节点。(N-M)个级中的每一者包括电阻性网络并且生成与在2M-1个级中所生成的相同的电流。(N-M)个级中的每一者进一步包括具有与MSB级中的开关相同尺寸的一对开关并且被适配成响应于差分数据将在该级所生成的电流递送至与该级相关联的电阻性网络。每一电阻性网络能操作用于根据其相关联的级的二元权重来缩放其接收到的电流。(N-M)个级将它们经缩放的电流递送至一对电流求和节点。阻抗衰减器至少包括耦合至电流求和节点的差分放大器，并且阻抗衰减器被适配成将电流求和节点中的每一者的阻抗与电流求和节点之间的电压差维持在差分放大器的增益所定义的范围内。

在一个实施例中，与位位置相差一个DAC位的输入级相关联的电阻性网络彼此耦合。在一个实施例中，每一电阻性网络接收参考电压。在又一实施例中，每一电阻性网络是R-2R网络。

在一个实施例中，阻抗衰减器进一步包括至少第一和第二PMOS晶体管。第一PMOS晶体管具有耦合至第一电流求和节点的源极端、耦合至DAC的第一输出端的漏极端、以及耦合至放大器的第一输出端的栅极端。第二PMOS晶体管具有耦合至第二电流求和节点的源极端、耦合至DAC的第二输出端的漏极端、以及耦合至放大器的第二输出端的栅极端。