[发明专利]使用N个电容器的4N+1层电容性DAC

说明书

一种供在ΣΔ调制器中使用的电荷转移类型的数/模转换器DAC包含可操作以产生4n+1个输出电平的电容器开关单元，所述电容器开关单元包括：多个第二切换单元，其用于将多个参考电容器对的第一端子与正或负参考信号耦合；其中所述多个参考电容器对的第二端子分别并联耦合；其中针对偶数转移提供单个切换组合以达成线性，且其中针对奇数转移提供不同切换组合的平均数以达成线性；其中偶数转移是在所述DAC的输入为偶数时，且奇数转移是在到所述DAC的输入为奇数时。

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2013年3月11日申请的序列号为61/776,596的共同拥有的美国临时专利申请案的优先权；所述美国临时专利申请案出于所有目的特此以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及数/模转换器(DAC)，特定来说涉及ΣΔ调制器中的此DAC的用途。

背景技术

当今，模/数转换器广泛用于电子器件中以供消费型应用、工业应用等。通常，模/数转换器包含用于接收模拟输入信号并输出与所述模拟输入信号成比例的数字值的电路。此数字输出值通常呈并行字或串行数字位串的形式。存在许多类型的模/数转换方案，例如电压/频率转换、电荷再分布、Δ调制以及其它方案。通常，这些转换方案中的每一者均具有其优点及缺点。已经历日益增加的使用的一种类型的模/数转换器为切换式电容器Σ-Δ转换器。

作为许多模/数转换器，切换式电容器Σ-Δ转换器在如图1中所展示的反馈环路中使用数/模转换器DAC且无法比数/模转换器更线性。输入信号U被馈送到环路滤波器。环路滤波器的输出信号Y转发到提供输出位流V的量化器。此位流V往反馈送到DAC，DAC的输出往反馈送到环路滤波器。因此，需要极具线性的数/模转换器以便达成完全线性模/数转换。然而，对于用于Σ-Δ转换器的反馈环路中的数/模转换器来说不需要高分辨率：数/模分辨率可与过取样比率互换，代价为较长转换时间。

一个两层数/模转换器固有地为线性的且因此并非Σ-Δ转换器的精确度的限制性因素。因此在Σ-Δ模/数转换器中其为标准方法。举例来说，此类A/D转换器揭示于以下文章中：在IEEE国际固态电路会议37(1994)(二月，美国纽约)中，马克A.亚历山大(MarkA.Alexander)、赫沙姆·穆哈杰拉(Hessam Mohajeri)及贾斯廷O.彭云鹏(JustinO.Prayogo)的“具有提供-97.4dB THD的集成抽取滤波器的192ks/s的Σ-ΔADC(A 192ks/sSigma-Delta ADC with integrated Decimation Filters Providing-97.4dB THD)”；及在音响工程协会39(1991)的AES期刊(七月/八月，第7/8号，美国纽约)中，R.W.亚当斯(R.W.Adams)、P.F.弗格森(P.F.Ferguson)、A.甘尼申(A.Ganesan)、S.万瑟莱(S.Vincelette)、A.沃尔普(A.Volpe)及R.利伯特(R.Libert)的“五阶Σ-ΔA/D转换器的理论及实际实施方案(Theory and Practical Implementation of a fifth-Order Sigma-Delta Converter)”。亦从指派给申请人的美国专利US7,102,558知晓五层反馈数/模转换器，所述美国专利据此以引用方式并入。