[其他]单片集成数模转换器

说明书

对于单片集成固态电路的大规模生产来说，要对有电流源的高精度分流器进行单片集成的困难在于制造电流源时存在误差，众所周知，这种电流源的实现形式是所谓电流型的双极型晶体管集电极一发射极区，其基极处于公共电位。对于带有双极型晶体管14位二进制数单片集成数模转换器（以下简称为“DAC”）的制造来说，通过采用集成分流器的方法克服这类困难，在1983年6月16日出版的“电子学”杂志第130至134页，以及1980年8月出版的“电子组件及其应用”第二卷第4期第235至241页所描述的类型的片子，其中主要是借助于移位寄存器，将多个电流源的电流周期地，循环地接入三条电流通路，在这三条电流通路中，第一条和第二条通路接收的电流是第三条通路所接收电流的一半，通过将多个这样的分流器串联起来，就可以得到高精度的单片集成DAC。

同样，本发明也采用动态“元件匹配”的原理，但不是采用上述传统DAC中的分流器。由于那种转换器采用了串联分流器，因此每个分流器就需要一个以外部接入电容的RC滤波电路。

本发明的一个目的是提供不需要任何RC滤波电路的单片集成DAC，尤其是这种单片集成DAC可以采用金属一氧化物一半导体的工艺制造却不用（MOS电路所需的）高于5V的电源电压。当采用MOS工艺对常规结构进行加工时，由于分流器是串联，因此需要高于25V的电源电压。

本发明所涉及的单片集成DAC，它具有多个在采样信号控制之下的输入信号，它取代了以此采样频率的时钟速率输入的多位数字信号，借助于位开关，这一数字输入信号本身加到一相加点，多个电源单元与其值相应。在这个过程中，电流源单元在一个采样周期内，以相当于采样频率某一倍数的时钟信号频率每次一个地轮流接通，以这种方式，就可以在此采样周期内，以完全相同的时间接通所有存在的电流源单元。

本发明根据如下思想着手进行：有多个尽可能相同的电流源，借助于以时钟频率fc进行动作的每次一个地轮流使得导通。以这种方法就平均而言，这些电流源的误差就互相抵消了。

代码可以任选多位输入信号，大部分是的进位代码，借助于适当的代码转换器，他们可转换为同样适当的二进制输出代码，利用这一输出代码，通过位开关，就使那些与输入信号数值相应的电流源导通，典型地一个这样的代码可以是温度计代码。在一般的代码情况下，使位开关接通的基本二进制状态数与相应的温度计代码中基本二进制状态数相等，但是，在代码字中，它们的配置是任意的，可以与温度计代码截然不同。

下面，参考附图图1至图5，对未发明进行详细说明，其中：

图1所示为根据本发明的数模转换器（DAC）的一个实施例的基本线路图;

图2所示为周期电流开关的一个最佳实施方案：

图3+图4所示为代码转换器的框图，此代码转换器用于将二进制输入信号转换为温度计代码;

图5所示为用于N+1位二进制数DAC的框图。

根据图1所示实施例的基本线路图，输入信号Ed加到代码转换器Cw的输入端，代码转换器Cw以选通输入Ld端上的采样频率fs进行动作，将输入信号Ed转换为所谓温度计代码的一个信号。相应的，在代码转换器Cw的输出端，形成以并行形式出现的二进制状态序列，其数量与输入信号Ed的数值相等，在这个过程中，如果与输入代码无关的输入信号Ed的最大可用数值是“m”，则“m”也是代码转换器Cw的并行输出线的数量，并且“m”还是电流源部分Qn的可控制电流源单元的最大数目。通过循环移位寄存器网络Sn，将温度计代码送到电流源部分Qn的电流源单元，从而使电流源位开关的控制电极循环地导通，将电流源各单元的电流相加之后，就在电流源部分Qn的输出Aa处得到模拟信号。根据时钟信号，分频器D的采样频率fs发出采样信号，根据此采样信号，循环移位寄存器Sn的m个输入导通。分频器的个数还要以后来准确确定，但要根据“m”来确定。

根据已知的先有技术，园形移位器（barrel    shifter）-cf.EP-AO    170493-可以用作循环移位寄存器网络Sn。