[发明专利]数模转换器

说明书

技术领域

本发明涉及微电子领域，尤其涉及一种数模转换器。

背景技术

数模转换器把数字输入信号转换成模拟信号输出。如图1所示，为现有技术中数模转换器的结构示意图，数模转换器包括输入寄存器11和数模转换模块12，其中，输入寄存器11通常可以通过D触发器来实现。数模转换器的工作原理如下：n位数字输入信号首先被输入寄存器11锁存下来，采样后的n位数字信号在数模转换模块12中一起进行数模转换。

在数模转换器中，很多情况会导致在模拟输出信号中存在毛刺（Glitch）。例如：采样后的n位数字信号的延时不同会导致在模拟输出信号中存在比较大的毛刺；模拟电路中存在寄生电容，导致输入数据变化时产生毛刺，尤其当输入信号从01111111变化到1000000时；时钟馈通会引起总谐波失真，反映在电路的输出波形上同样是造成毛刺的存在。毛刺通常会引起输出信号谐波性能的下降，在一些控制环路中，毛刺的存在可能会引起环路的震荡，毛刺是影响数模转换器工作精度的主要制约因素，因此在电路设计中需要尽量减小毛刺。衡量毛刺优劣的主要指标是毛刺的能量，毛刺的能量不仅与毛刺的大小有关，还与持续时间有关，毛刺的能量可以直观地看作是毛刺所包围的面积。如图2所示，为现有技术中常见的两种类型的毛刺示意图，阴影区表示毛刺，A1、A2、A3为阴影区的面积，类型(a)的毛刺能量为A2-A1，类型(b)的毛刺能量为A3，尽管类型(a)中毛刺能量为上下阴影区面积相减，然而仍然会恶化输出信号的谐波性能，因此仍然需要减小A1和A2各自的面积。

现有技术中，通常针对毛刺产生的原因，通过提高电路的性能来减小毛刺。例如：做好电路匹配，尽量减小数字信号处理之间的延时区别；减小模拟电路中的寄生电容；减小时钟电路对于输出的馈通。但是，这些方法无法有效地从根本上解决问题。

发明内容

本发明提供一种数模转换器，用以实现简单有效地减小数模转换器输出的模拟电压信号中的毛刺。

本发明提供一种数模转换器，包括：

输入寄存器，用于对输入的数字信号进行锁存，在时钟信号的有效边沿，输出所述数字信号；

第一数模转换模块，用于对所述输入寄存器输出的数字信号进行模数转换，输出模拟电压信号；

还包括：

第一开关，一端与所述第一数模转换模块的输出端连接，另一端作为所述数模转换器的输出端；

脉冲发生器，用于在所述时钟信号的有效边沿，生成一个预定时间宽度的脉冲信号，所述脉冲信号用于控制所述第一开关的开关和闭合；其中，所述脉冲发生器输出所述脉冲信号的时刻相对于所述时钟信号的有效边沿的延时小于或等于所述数模转换模块输出所述模拟电压信号的时刻相对于所述时钟信号的有效边沿的延时。

本发明还提供一种数模转换器，包括：

输入寄存器，用于对输入的数字信号进行锁存，在时钟信号的有效边沿，输出所述数字信号；

第二数模转换模块，用于对所述输入寄存器输出的数字信号进行模数转换，输出模拟电流信号；

还包括：

第一开关，一端与所述第二数模转换模块的输出端连接，另一端作为所述数模转换器的输出端；

第一电阻，一端与所述数模转换器的输出端连接，另一端与公共地端连接；

第二开关，一端与所述第二数模转换模块的输出端连接；

第二电阻，一端与所述第二开关的另一端连接，另一端与所述公共地端连接；

脉冲发生器，用于在所述时钟信号的有效边沿，生成一个预定时间宽度的脉冲信号；其中，所述脉冲发生器输出所述脉冲信号的时刻相对于所述时钟信号的有效边沿的延时小于或等于所述数模转换模块输出所述模拟电流信号的时刻相对于所述时钟信号的有效边沿的延时；

反相器，与所述脉冲发生器的输出端连接，用于对所述脉冲信号取反；

其中，所述脉冲信号用于控制所述第一开关的开关和闭合，取反后的脉冲信号用于控制所述第二开关的开关和闭合。

在本发明中，当第一模拟数模转换模块或第二数模转换模块输出的模拟信号处于初始建立过程时，该模拟信号中会有较大的毛刺，第一开关断开从而阻值该毛刺输出到数模转换器的输出端，等待脉冲宽度时间后，第一模拟数模转换模块或第二数模转换模块输出的的模拟信号逐渐建立起来，此时，该模拟信号中的毛刺已经很小或消失，然后第一开关K1闭合，该模拟信号输出给数模转换器的输出端，因此数模转换器的输出端的模拟信号中的毛刺也已经很小或消失，从而大大减小了数模转换器输出的模拟信号中的毛刺。