[发明专利]一种数模转换电路

说明书

技术领域

本发明属于电子技术领域，涉及一种具有低功耗和高精度的数模转换(DAC)电路。

背景技术

DAC常作为数字系统和模拟系统之间的接口使用。数模转换电路是接收数字编码信号并 提供相应的模拟电流或电压输出信号的译码装置。当输入端接收一组数字编码的信号时，输 出端产生以某个参考量为基准的，与输入字变化成比例的模拟信号，这样的电路称为线性 DAC。理想的N位分辨率DAC，其对应的模拟信号输出为：

Vout＝V_REF(b₀2⁰+b₁2¹+b₂2²+……+b_N-12^N-1)

其中b₀，b₁，b₂，……b_n为输出的数字码，V_REF为参考电平。

数字处理技术的快速发展，对DAC提出了更高的要求。例如，更高的速度，更高的分辨 率，更低的功耗和更低的工作电压等。常用DAC结构一般主要有电阻分压型DAC、开关电 容型DAC、电流驱动型DAC等。

由于电阻分压型DAC(Resistor Divider DAC)结构简单、紧凑、规则，并且由于每个电 压抽头的电压值不会低于相邻下面一个抽头的电压值，从而保证了单调性，因此在中低分辨 率和中低速的领域里广泛使用。电阻分压型DAC由三个部分组成，如图1所示。第一部分为 电阻分压网络，用N个相同阻值的电阻将参考电平V_REF分割为2^N个电压值；第二部分为开 关阵列，对于给定的输入编码，开关阵列提供一条阻性通路，将对应于输入编码的电平传到 输出节点；为了提供适当的阻抗匹配和一定的驱动能力，还需要一个输出缓冲器作为最后一 部分。

但现有的电阻分压型DAC存在一些缺点。例如开关阵列通常由MOS管来实现，由于 MOS管导通电阻的影响，使得DAC的输出阻抗呈现输入编码调制效应，导致现有的电阻分 压型DAC存在精度较低，无法满足应用需求。

发明内容

本发明的目的是，提供一种数模转换电路(DAC)，与现有的电阻分压型DAC相比，本 发明克服了由于开关阵列中MOS管的导通电阻而导致DAC输出阻抗呈现输入编码调制效应 的问题，从而大大提高了DAC电路的精度。

本发明详细技术方案为：

一种数模转换电路，如图2所示，由运算放大器op、晶体管MN0、电阻R_A、电阻R_B、 电容C₀和电阻分压阵列DAC_res_array组成。运算放大器op的正输入端连接基准电压信号 Vref、负输入端通过电阻R_B接地、输出端接晶体管MN0的栅极的同时通过电容C₀接地；晶 体管MN0的漏极通过电阻R_A接电源V_D、源极接电阻分压阵列DAC_res_array的端口A并 输出模拟信号Vout；电阻分压阵列DAC_res_array的端口B接运算放大器op的负输入端的同 时通过电阻R_B接地；电阻分压阵列DAC_res_array的数字信号输入端接数字输入信号digital。