[发明专利]降低倒R－2R结构D/A转换器输出电流过冲的方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种降低倒R-2R结构D/A转换器输出电流过冲的方法，它直接应用的领域是高速、高精度D/A转换器领域。

(二)背景技术

倒R-2R结构D/A转换器是目前常用的高速、高精度D/A转换器结构，其基本结构图如图1所示。该结构的优点是将决定精度的高阻值电阻与决定建立时间的低阻值电阻分开，实现较高的精度和速度。

如果只采用图1所示的倒R-2R结构D/A转换器基本结构中的简单二极管电流开关，此种D/A转换器的电流输出建立时间波形中会出现大的过冲，如图2所示。过冲严重时，将影响整个D/A转换器的电流输出建立时间。其产生原因是：输入信号为低电平时，二极管电流开关D1流过大量的电流，在输入信号突变为高电平后，二极管D1反向截止，同时内部存储着大量电荷，这时候二极管等效为一个电容，若电荷释放的速度小于输入突变的速度，则会产生类似电荷泵的自举效果，使三极管Q1的发射极电压瞬间增大，电荷通过大电阻R3和倒R-2R电阻网络的小电阻R1、R2放电释放。由于R1、R2通路的电阻阻值较小、电位较低，电荷释放主要经过该通路，从而瞬间增大了D/A转换器的输出电流，导致D/A转换器电流输出建立波形中会出现很大的过冲。

(三)发明内容

本发明的目的是消除一般倒R-2R结构D/A转换器由于其简单二极管电流开关带来的输出电流的大过冲，提高整个D/A转换器的建立时间。

本发明为解决此技术问题的技术方案在于本发明采用了一种降低倒R-2R结构D/A转换器输出电流过冲的方法，其特征在于：

在其二极管电流开关D1和恒流源偏置三极管Q1之间串接了一个电阻R4和一个PNP三极管Q2以泄放电荷；电阻R4的一端与二极管D1的N极相连，其另一端与三极管Q2的发射极相连，三极管Q2的集电极接地，三极管Q2的基极与恒流源偏置三极管Q1的基极相连。

所述电阻R4为阻值2.5～5kΩ的NiCrSi金属电阻，所述三极管Q2采用TPQ3906三极管。

有益效果：

在倒R-2R结构D/A转换器结构中，针对采用简单的二极管电流开关会带来输出电流大的过冲，本发明设计了一个在数据输入变为高电平时，为电荷提供额外泻放的通路，很好地解决了D/A转换器电流输出建立波形中会出现很大的过冲的问题，从而使D/A转换器达到最佳的建立时间。

采用本发明的方法，在相同的条件下，倒R-2R结构D/A转换器不但消除了过冲，而且将建立时间从一般结构的200ns提高到25ns左右。

采用本发明方法的倒R-2R结构D/A转换器与一般倒R-2R结构D/A转换器建立时间波形的实际测试效果对比图如图4所示。

(四)附图说明

图1是倒R-2R结构D/A转换器的基本结构图；

图2是采用简单二极管电流开关的结构图；

图3是倒R-2R结构D/A转换器采用本发明电流开关的结构图；

图4是采用本发明方法的倒R-2R结构D/A转换器与一般倒R-2R结构D/A转

换器建立时间波形的实际测试效果对比图。

(五)具体实施方式

本发明说明书中的发明内容就是具体的实施例，这里不再重复叙述。下面仅结合附图进一步说明其工作原理。

本发明的倒R-2R结构D/A转换器的基本结构图如图3所示。在二极管电流开关D1和恒流源偏置三极管Q1之间串接了一个电阻R4和一个PNP三极管Q2；电阻R3的一端与电源电压Vh相连，其另一端分别与三极管Q1的发射极和二极管D1的P极相连，三极管Q1的基极与偏置电压Vb相连。

在数据输入突变为高电平时，二极管电流开关D1的负极(N极)上存储的电荷通过电阻R4和PNP三极管Q2，对地迅速释放，通过调节电阻R4，可以调节电荷释放的速度，使数据输入突变对恒流源偏置三极管Q1的发射极电压影响正好不出现大的波动，从而达到最佳的建立时间。

所述电阻R4为阻值2.5～5kΩ的NiCrSi金属电阻，所述三极管Q2为PNP三极管，型号为TPQ3906。

本发明的倒R-2R结构D/A转换器采用常规混合集成电路工艺制造。