[发明专利]高精度转换器

说明书

高精度转换器，涉及集成电路，本发明包括由N个转换单元构成的主单元阵列，其特征在于，主单元阵列的高X位转换单元中，每个转换单元都与一个修调阵列配对连接，N‑X≤10，N和X皆为自然数。本发明的有益效果是，在主单元阵列中，所有模块均采用相同模块，保证成品电路能达到工艺厂家提供的最大匹配精度，同时在高X位均增加修调阵列，保证最终成品电路精度达到12位及以上精度要求。

技术领域

本发明涉及集成电路，特别涉及高精度A/D、D/A转换器类电路。

背景技术

高精度A/D转换器，可将其量程内的任意模拟信号电平转换为其唯一对应的数字码字输出，其转换输出结果可作为操作指令直接控制整机系统进行相应操作。

高精度D/A转换器，可将其量程内任意的数字输入码字转换为其唯一对应的模拟信号输出，其转换输出结果可作为操作指令直接控制整机系统进行相应操作。

由上可知，针对高精度A/D、D/A类转换器，其转换结果的唯一性将会直接影响整机系统的操作正确性。

为保证转换结果的唯一性，通常对高精度A/D、D/A类转换器的转换线性度有较高要求。通常针高精度A/D、D/A类转换器，其核心转换模块均采用线性电容或线性电阻制作，目前主流工艺生产商所提供的线性电容或线性电阻的天然匹配精度大约在10位左右，加上管壳封装应力的影响，导致在无任何校准措施时，目前主流的工艺厂商均很难满足12位以上精度的A/D、D/A类转换器的转换精度要求。

由于目前高精度A/D、D/A类转换器需匹配的核心单元均采用线性电容阵列或者线性电阻阵列设计，故本发明中，仅需针对线性电容阵列和线性电阻阵列进行设计，无特殊说明时，不论是电容阵列还是电阻阵列均简称为单元阵列。

通常工艺厂商在制造单元阵列时，若所有模块均为相同模块，每个模块自身大小以及周边环境均完全一致，所得单元阵列匹配性较高(天然匹配度可高于0.1％，匹配精度大约等效于10位)；但若单元阵列中存在大小不一致的模块，则因单个模块自身大小以及周边环境均不一致，所得成品单元阵列匹配性较差(天然匹配精度可低于20％)。

综上所述，为最大限度提高成品电路的匹配精度，在单元阵列设计时，所有内部模块均保持相同大小，此时可达到10位左右天然匹配精度。为进一步提升转换精度，需对单元阵列引入校准措施，否则无法满足12位及以上精度的A/D、D/A转换器设计要求。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，在内部均为相同模块的单位阵列的基础上，针对不同的精度要求，合理选择修调点，并合理设计修调方案，从而在工艺厂商仅能保证10位匹配精度的条件下，达到12位以上高精度A/D、D/A转换器的转换精度要求。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，

高精度转换器，包括由N个转换单元构成的主单元阵列，其特征在于，主单元阵列的高X位转换单元中，每个转换单元都与一个修调阵列配对连接，N-X≤10，N和X皆为自然数。

所述转换单元为电容转换单元，所述修调阵列包括R个并列设置的修调支路、一输入线、一GND接入线和一输出线，输入线接最高位转换权重单元的输入端，输出线接最高位转换权重单元的输出端；

每个修调支路包括一个二选一选择器和一个电容，二选一选择器的输出端通过该支路中的电容连接到输出线，二选一选择器的两个输入端分别连接输入线和GND接入线，二选一选择器的控制端与一个控制模块连接；

第R个修调支路的电容的电容值均为1/2^R-1倍单位电容值，R为非零正整数。

或者，所述转换单元为电阻转换单元，所述修调阵列包括T个并列设置的修调支路、一输入线和一输出线；输入线和输出线分别接所在位置的转换电阻的两端；

每个修调支路包括串联设置于输入线和输出线之间的一个开关和一个电阻；