[发明专利]自参考数模转换器

说明书

公开一种自参考数模转换器。响应于到DAC的数字输入，该架构提供模拟环境中DAC的多个输出的比较。该架构使用该比较以提供数字反馈信号到DAC，用于校准后续数字输入。

技术领域

本公开涉及集成电路领域，尤其涉及自参考或自校准的数模转换器(DAC)。

背景技术

在现实世界的模拟信号(诸如，温度、压力、声音或图像)被定期转换为可在现代数字系统中易于加工的数字表示。在许多系统中，该数字信息必须被转换回模拟形式，以执行一些真实世界的功能。执行该步骤的电路是数模转换器(DAC)，并且它们的输出用于驱动各种设备。扬声器、视频显示器、电机、机械伺服系统、射频(RF)发射器和温度控制仅仅是多个不同的示例。DAC通常并入数字系统，其中真实世界的信号由模数转换器(ADC)数字化、处理、然后由DAC转换回模拟形式。在这些系统中，DAC的性能可受到系统中的其它部件的能力和需求的影响。应当理解，在DAC的情况下，在存在偶然或随机和确定的非理想中，存在精度高的要求，并和这些和其他因素是进行精密调谐和/或校准数模转换器的关键动力。

DAC响应于二进制数字输入码而产生量化(离散步骤)模拟输出，以及模拟输出通常是电压或电流。为了产生输出，参考量(通常上述电压或电流)被划分成二进制和/或线性级分。然后，该数字输入驱动结合适当数量的这些级分的开关，以产生输出。级分的数目和大小反映可能的数字输入码的数目，其是转换器分辨率的函数或输入码的位数目(N)。对于N位，有2N个可能的代码。DAC输出的模拟输出是表示为由2N(或2N-1，根据所用的具体定义)乘以模拟基准值划分的数字输入码的比例。

为了确保DAC性能匹配期望，DAC可以被校准，以保证输出模拟值与输入数字码对应。常规地，该校准使用完整的系统类型校准实现，但是可需要复杂的外部电路。

发明内容

独特的DAC结构包括以内置自测试(BIST)的形式的校准部件，以及校准系统，该系统可以提供特性或“零”参考因子。参考因子可用于自参考DAC的线性度测量，从而提供自校准。所述BIST和校准系统被配置为使用从DAC到自校准DAC的实际输出。以这种方式，外部参考元件没有必要用于DAC传递函数的校准。

在模拟环境中比较DAC的第一和第二输出，和该比较然后用作DAC结构的数字信号处理器(DSP)组件的反馈。该DSP包括数字信号处理电路，其被配置成提供DAC输入代码，和比较从这些代码所得的数字环境反馈信号，作为校准程序的一部分。DSP功能块可以包括电路元件，其被配置为提供数字信号的数学操作以修改或改进它。DSP还可以包括定时或其他控制电路元件，例如用于测试目的。

第一和第二输出可以被时间划分，也就是说，在第一时间T1的输出，和在第二时间T2的第二输出。在另一配置中，同时采取的DAC的第一和第二差分输出可以集成，和它们的差进行检查。以任一方式，DAC的线性功能上只使用一个比较器进行测试和/或校准。通过使用数字驱动架构，它可以最小化到定点转换(FFC)过程的浮点，并通过数字校准提高精度。

附图说明

为了提供本公开和特征和优点的更完整理解，可结合附图参考下面的描述，其中类似的参考数字表示相同的部件，其中：

图1是根据本公开的一些实施例，实现DAC系统的块结构的示意图；

图2示出根据本公开的一些实施例，图1的校准块的组件的细节；

图3示出根据本公开的一些实施例的示例性方法；

图4示出根据本公开的一些实施例，可并入图3的处理流程的其他步骤；和

图5示出根据本公开的一些实施例，缓冲器如何可以延伸到图2的架构。

具体实施方式

理解数模转换器中的非线性