[发明专利]数模转换器

说明书

本申请要求于2009年5月11提交的名为“Digital-to-Analog Conveter(数模转换器)”的美国临时申请序列号为No.61/177,151的优先权，其申请结合于此作为参考。

技术领域

本申请整体上涉及用于改进数模转换的系统和方法，尤其涉及用于改进数模转换器的线性同时减少实现所需的电路面积的系统和方法。

背景技术

数模转换器(DAC)是将数字编码转换为连续范围的模拟信号电平的装置或电路元件，即，该装置从数字信号创建模拟信号。分辨率、采样率、速度和线性决定了DAC的性能质量。优选在增加速度的情况下的更高分辨率和更好线性。

一种类型的DAC是根据数字信号或数字编码中的每一位通过对电压或电流加权将数字信号转换为模拟信号的二进制加权DAC。然后，分配给各数字信号或数字编码中的每一位的加权电压或电流被加到一起创建模拟信号。另一种类型的DAC是将输入二进制数字信号转换为具有用于输入数字信号的每个可能值的一位的温度计式编码信号的温度计式编码DAC设计。温度计编码中的待证实位的数量与输入数字信号的值成比例。当确定了一位时，相应元件生成输出模拟信号。

多种新式DAC是通过将数字信号分解为多个部分(其接着由变化型子-DAC(诸如，上述的二进制和温度计式编码DAC)转换)来减小芯片面积的混合DAC。不幸地是，这些新式转换方法要求大电路面积以实现转换处理。例如，新式12位电流舵混合DAC需要使用4096个CMOS器件来实现数模转换处理。类似地，新式14位电流舵混合DAC将需要约16000个CMOS器件来实现数模转换处理。

还需要校准新式DAC，以减少由用于创建DAC的制造处理导致的线性误差。校准DAC的一种现有技术方法利用更高分辨率的模数转换器(ADC)以在转换处理期间执行校准。实现该校准处理必须增加的复杂性可能根本上放大了线性误差并且增加了执行数模转换所需的总芯片面积。另一种现有技术方法使用浮栅校准方法来校准DAC。然而，沟道电荷注入和泄漏电流的结果要求对DAC再充电和再校准，使DAC减速。最后，包括校准处理进一步增加了DAC对电路面积的要求。

由于要求甚至更大的电路面积来执行校准的转换处理，一些DAC在不对DAC内的电流或电压值进行校准的情况下执行数模转换处理。不进行校准增加了线性误差并且限制了DAC的分辨率。从而，不管DAC的类型如何，需要对DAC进行校准来减小处理变化和组分值失配，并且从而减小线性误差。因此，需要一种校准DAC同时还减小实现数模转换处理所必需的电路面积的系统和方法。

发明内容

这些和其他问题通过提供数模转换器的本发明的示意性实施例来整体解决或克服，并且整体上实现技术优点。

根据本发明的一个实施例，提供了一种数模转换器。该数模转换器(DAC)包括：多个子-DAC，被配置成接收数字信号的多个部分并且将所接收的数字信号的多个部分转换为相应模拟信号。该DAC还包括：偏压再生电路，被配置成对多个子-DAC中的一个或多个进行偏压，该多个子DAC中的一个或多个具有用于校准数字信号的多个部分的一个或多个数字校准元件。

根据本发明的另一实施例，提供了一种12位数模转换器。该12位数模转换器(DAC)包括：12位数字信号线，被分为多个部分，使得3位最低有效位部分被引导至第一子-DAC，3位最高最低有效位部分被引导至第二子-DAC，并且6位最高有效位部分被引导至第三子-DAC。该12位DAC包括：偏压再生电路，被配置成对第一子-DAC进行偏压；第二子-DAC和第三子-DAC被配置成接收偏压信号。该12位DAC还包括：数字校准元件，连接至第一、第二和第三子-DAC，使得数字信号部分在转换处理期间可以被校准。

根据本发明又一实施例，提供了一种14位数模转换器。该14位数模转换器(DAC)包括：14位数字信号线，被分为多个部分，使得4位最低有效位部分被引导至第一子-DAC，6位最高最低有效位部分被引导至第二子-DAC，并且4位最高有效位部分被引导至第三子-DAC。该14位DAC还包括：偏压再生电路，被配置成对第一子-DAC进行偏压；以及第二子-DAC和第三子-DAC，被配置成接收偏压信号。该14位DAC还包括：数字校准元件，连接至第一、第二和第三子-DAC，使得数字信号部分在转换处理之前能够被校准。

附图说明

为了更充分地理解本发明及其优点，现在结合附图进行以下描述作为参考，其中：

图1A是根据本发明的实施例的12位数模转换器的一部分的示意图；