[发明专利]用于DAC的基准电流补偿方法和电路在审

专利信息
申请号: 201510593553.7 申请日: 2015-09-17
公开(公告)号: CN105204563A 公开(公告)日: 2015-12-30
发明(设计)人: 王鹏 申请(专利权)人: 中国电子科技集团公司第四十七研究所
主分类号: G05F1/56 分类号: G05F1/56
代理公司: 北京商专永信知识产权代理事务所(普通合伙) 11400 代理人: 方挺;黄谦
地址: 110032 辽*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 用于 dac 基准 电流 补偿 方法 电路
【说明书】:

技术领域

发明涉及数模转换器(DAC),具体涉及用于DAC的基准电流补偿方法和电路。

背景技术

DAC,尤其是R-2R数模转换器的结构简单,采用器件数量少,并且可实现较高的分辨率,因此广泛应用于可编程逻辑控制及温度控制等工业控制领域中。然而,当R-2R数模转换器的输入信号发生变化时,R-2R电阻网络中的基准电流会随着输入码的变化而变化。因此外接电源的内阻上产生的压降将会随输入信号的变化而变化,从而产生非线性误差。

为了解决这个问题,传统的方法是在R-2R电阻网络与基准源以及与地线的连接处增加缓冲器。如图1所示,是在基准源与R-2R电阻网络的连接处增加缓冲器的电路结构示意图,R-2R电阻网络与地线的连接处增加缓冲器的电路同理,图中放大器AMP配置成为电压跟随器。但电压跟随器并不是理想的,会产生失调电压,因而用增加缓冲器的方法在消除非线性误差的同时,会产生较为严重的新误差。

发明内容

因此,需要一种消除基准电流产生误差的方法。本发明提出了一种用于DAC的基准电流补偿方法,该方法包括:

将DAC与电流补偿单元并联布置在基准电压源和地线之间;采集输入信号,根据采集的输入信号确定DAC的动态的基准电流;电流补偿单元生成与动态的基准电流相应的动态的补偿电流,以将动态的补偿电流与动态的基准电流汇合成为恒定电流。该方法将电流补偿单元与待补偿的DAC并联在基准电压源和地线之间,通过确定基准电流并生成相应的补偿电流,使产生误差的电源内阻上流过的电流恒定,从而使该内阻上产生的压降恒定,由此消除了非线性误差。

在一些实施方式中,在将DAC与电流补偿单元并联布置在基准电压源和地线之间前包括:确定输入信号由0码变为全码时基准电流变化的幅值,根据基准电流变化的幅值确定待采用的电流补偿单元。该方案可以使采用的电流补偿单元在消除非线性误差的同时,产生的新误差小到忽略不计。

在一些实施方式中,电流补偿单元为辅助DAC,辅助DAC的位数C满足关系式:2C×B≥A,其中,A是输入信号由0码变为全码时电流变化的幅值,B是补偿电流的步长。该方案可以更有针对性地补偿基准电流,使得电流补偿电路在补偿基准电流的同时功耗较小。

在一些实施方式中,DAC为包括最高有效位部分和最低有效位部分的电压模式R-2R数模转换器,采集输入信号,根据采集的输入信号确定DAC的动态的基准电流包括:当最高有效位部分的所有支路接地线时,得到最低有效位部分产生的第一电流为基准电流;当最低有效位部分的所有支路接地线时,得到最高有效位部分产生的第二电流为基准电流;当最高有效位部分至少有一条支路接基准电压源且最低有效位部分至少有一条支路接基准电压源时,得到最高有效位部分和最低有效位部分相互作用产生的第三电流为基准电流。该方案可以更准确地得到动态的基准电流,从而可以更实时精确地补偿该动态的基准电流。

在一些实施方式中,恒定电流的电流值为基准电流的已知最大值。该方案使得补偿电流大于等于零,且该恒定电流在内阻上产生的功耗最小。

本发明还基于上述方法提出了一种用于DAC的基准电流补偿电路,该DAC接收来自输入源的输入信号,该电路包括:与DAC并联布置在基准电压源和地线之间的电流补偿单元;逻辑控制模块,逻辑控制模块的一端与输入源连接,另一端与电流补偿单元连接,逻辑控制模块包括处理器和存储器,存储器中存储有与恒定电流有关的第一数据信息;其中,逻辑控制模块配置以:采集输入信号,处理器根据采集的输入信号确定与DAC的动态的基准电流有关的第二数据信息,并将第二数据信息与第一数据信息比较,生成补偿指令,将补偿指令发送至电流补偿单元;电流补偿单元配置以:接收补偿指令,生成相应的动态的补偿电流,以将动态的补偿电流与动态的基准电流汇合成为恒定电流。

在一些实施方式中,电流补偿单元根据输入信号由0码变为全码时基准电流变化的幅值来确定。

在一些实施方式中,电流补偿单元为辅助DAC,辅助DAC的位数C满足关系式:2C×B≥A,其中,A是输入信号由0码变为全码时电流变化的幅值,B是补偿电流的步长。

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