[实用新型]电流型数模转换装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及数字信号处理领域，尤其涉及一种电流型数模转换装置。

背景技术

随着数字信号处理技术的飞速发展，对数模转换器(Digital to Analog Converter，DAC)的速度要求和精度要求越来越高。

在现有技术中，电流型DAC一直是数模转换器DAC的最优选择结构。但是，在电流型DAC中，电流源是最重要的单元，尤其电流源匹配程度的好坏直接决定了数模转换器的性能参数。

n位精度电流型DAC电路一般由两部分组成，一部分由最高有效位(Most Significant Bit，MSB)单元电流源组成的2^a-1个单元阵列，称为MSB阵列，如图1A所示；另一部分是由最低有效位(Least Significant Bit，LSB)单元电流源组成的2^b-1个单元阵列，称为LSB阵列，如图1B所示。

n＝a+b                                    (1)

I_MSB＝2^b·I_LSB                            (2)

I_total＝(2^a-1)·I_MSB+(2^b-1)·I_LSB         (3)

其中n是DAC电路的精度位数，I_MSB是MSB单元的电流，I_LSB是LSB单元的电流，I_total是DAC电路的总电流。

其中，MSB阵列和LSB阵列分别由两个不同的偏置(bias)电路设置偏置电压来产生电流。由于芯片上工艺的因素，会造成MSB的电流与LSB的静态电流不匹配，这在高精度的DAC设计中是十分致命的。为了匹配MSB和LSB电流，通常会在芯片中加入一个校准电路(calibration)模块，使得MSB与LSB电流的误差不影响DAC的静态性能。

图2是现有技术的DAC校准电路结构框图，该校准电路包括MSB单元、LSB单元、开关K1、开关K2、时钟L1、时钟L2、电容C、比较器OA1、比较器OA2、电压源V1、电压源V2、校准模块310。

图2中的校准电路利用两个比较器来调节MSB单元电流的大小，使MSB单元与LSB单元之间电流误差达到可以忽略不计。该校准电路只是校准一个MSB单元，然后默认该MSB单元和其他的MSB单元之间是没有误差的。然而，由于芯片上工艺的因素，MSB单元之间也存在不匹配的问题，这样直接导致高精度的DAC的微分非线性(Differential Non Linearity，DNL)和积分非线性(Integral Non Linearity，INL)这两个指标的值变得很差。因此，要想实现高精度的电流型DAC，必须解决MSB单元之间也存在不匹配的问题，而图2中的校准电路还无法实现高精度的电流型DAC。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种电流型数模转换装置。该装置能够解决最高有效位单元之间的不匹配问题，使得微分非线性和积分非线性这两个指标很低，从而实现高精度的数模转换器。

为实现上述目的，本实用新型实施例公开了一种电流型数模转换装置，所述转换装置包括：校准单元、预处理单元和数模转换核单元；

所述校准单元与所述预处理单元相连接，所述预处理单元与所述数模转换核单元相连接；

所述校准单元对最高有效位阵列中每一个最高有效位单元电流与最低有效位阵列中全部最低有效位单元总电流之间的电流误差转为时间误差进行测量，从而计算出所述每一个最高有效位单元电流与所述全部最低有效位单元总电流之间的电流误差，并将所述电流误差发送给所述预处理单元；所述预处理单元根据所述校准单元的的所述每一个最高有效位单元电流与所述全部最低有效位单元总电流之间的电流误差，对输入数字信号进行消除误差预处理，并将经过预处理的数字信号发送给所述数模转换器核单元；所述数模转换器核单元对所述经过预处理的数字信号进行数模转换，从而输出精确的模拟信号。