[发明专利]数字-模拟转换器和运行数字-模拟转换器的方法

说明书

本发明涉及数字‑模拟转换器和运行数字‑模拟转换器的方法。一种数字‑模拟转换器(DAC)包括第一部分，其具有形成在DAC中二进制加权值的第一多个电流流动路径；和连接到所述第一部分和具有第二多个电流流动路径的第二部分，其中，所述第一和第二多个电流流动路径中的每一个可在第一和第二节点之间切换，以及其中一个或多个所述多个第二电流流动路径的权重名义上等于一个或多个所述第一多个电流流动路径的权重，以便提供第一部分中的冗余。

技术领域

本申请涉及数字-模拟转换器，特别是分段R2R数字-模拟转换器及控制这种设备的方法。

背景技术

在数字-模拟转换器(DAC)中，对非线性的主要作用是组件不匹配。本领域技术人员已知各种修整方法以校正该不匹配。修整方法的示例是激光微调，其中制造设备的单个组件使用激光进行物理修整。激光微调是相对缓慢和昂贵的处理，其必须在封装DAC之前执行。因此，由于在装配过程中由组件产生的随后应力以及由执行激光休整引起的成本负担，存在对其精度的限制。

发明内容

根据第一方面，提供一种数字-模拟转换器(DAC)，包括：第一部分，具有形成DAC中二进制加权值的第一多个电流流动路径；和连接到第一部分的第二部分，具有多个第二电流流动路径，其中，第一和第二多个电流流动路径的每一个可在第一和第二节点之间进行切换，其中一个或多个第二多个电流流动路径的权重名义上等于一个或多个第一多个电流流动路径的权重，以便向第一部分提供冗余性。

第一和第二部分可通过共享连接而连接到DAC的输出节点。所述第一部分可被认为是第一二进制加权部分。

当第一节点被连接到第一参考电压以及第二节点连接到第二参考电压时，DAC可以被操作以输出由第一和第二参考电压限定的范围内的电压，其中所述输出电压被提供给DAC的数字编码进行控制。如果第一和第二节点互相保持在相同的电压，以及输出节点被保持在不同的电压，则DAC可以用作电流导引DAC，其中响应于提供给DAC的数字字，控制在第一和第二节点的电流比例。

提供具有相似权重的电流流动路径可用于向DAC添加“冗余性”。冗余性可以通过多种方式实现相同的输出。

凭借具有相同标称权重的多个电流流动路径的存在提供了冗余性，由于DAC的组件的非线性在较高有效加权电流流动路径中的错误可以通过修改DAC中电流流动路径的开关序列进行校正。

DAC的第二部分可进一步包括第二二进制加权部分，其具有连接到第一二进制加权部分的第一部分输出节点的输出节点。第二二进制加权部分可包括多个电流流动路径，其具有名义上等于一个或多个所述多个第二电流流动路径的权重。结果，可以向第一和第二二进制加权部分提供冗余性。

DAC的第二部分可进一步包括温度计加权部分，其具有在DAC中形成相等加权值的第三多个电流流动路径。

在每个部分中的每个电流流动路径可包括和开关串联的阻抗，诸如电阻，所述开关在实践中由多个晶体管形成，以将电流流动路径连接到第一和第二节点中的所选一个。

该开关可响应于控制器。

控制器可经操作以驱动DAC的开关，以便修改(例如延迟或提前)在温度计部分中所选电流流路的转换，直到第一部分的一个或多个较低有效电流流动路径被连接到第一和第二节点中的所选一个，例如，到DAC的第一节点。通过这样，DAC中的较低有效电流流动路径可以在第一和第二参考电压之间进行切换，以调整输出电压，以便适应在较高有效位或DAC的电流路径中的不匹配。响应于至少部分从DAC中组件值的误差所产生的误差值，该控制器可以驱动DAC的开关。因此，导致不正确的输出电压值的DAC中组件值的误差可以被校正，使得输出电压准确地反映数字输入。误差值可来自DAC的组件值中的错误，其对DAC的输出电压具有显著作用(诸如，高于阈值的作用)。