[发明专利]一种数模转换器和控制方法

权利要求书

1.一种数模转换器，其特征在于，包括：MSB电流阵列、LSB电流阵列、开关阵列、输出负载(RL)、LSB冗余电流模块、电流比较模块、校准电流阵列、DWA校准控制模块、电流源负载(MN1)、第一开关、第二开关和第三开关；

所述MSB电流阵列的输出侧与所述LSB电流阵列的输出侧分别与所述开关阵列的高电位端相连，所述开关阵列的第一低电位端与所述输出负载(RL)一端相连，用于产生数模转换器的输出电压(Vout)，所述输出负载(RL)的另一端接地；

所述电流比较模块的一个输入端通过所述第二开关与所述开关阵列的第二低电位端相连，电流比较模块的另一个输入端与所述开关阵列的第三低电位端相连；所述电流比较模块的输出端控制连接所述校准电流阵列；所述电流比较模块用于比较MSB单元电流I_MSB与LSB总电流I_{L_total}的大小，比较的结果用来控制所述校准电流阵列的校准电流；

所述校准电流阵列与所述MSB电流阵列对应连接，用于补偿MSB电流阵列中的每一个单元的电流，使其电流大小与LSB总电流I_{L_total}相等；

所述DWA校准控制模块单向控制连接所述开关阵列，以及DWA校准控制模块还与所述校准电流阵列双向控制相连，用于控制数模转换器的输出以及校准的过程；

所述第三开关的一端与所述第二开关的另一端相连并接于所述开关阵列的第二低电位端，所述第三开关的另一端与所述电流源负载(MN1)的漏端以及栅端相连，所述电流源负载(MN1)的源端和衬底均与地相连，所述第一开关的一端与开关阵列的第三低电位端相连，第一开关另一端与所述LSB冗余电流模块的输出端相连。

2.根据权利要求1所述的数模转换器，其特征在于，所述开关阵列包括第一阵列和第二阵列，所述第一阵列为控制MSB电流的差分开关对阵列，分别由差分信号Sw_mk和Sw_mkb控制，其中k＝1…M，M为开关对的总数，第一阵列的差分开关对的正端相互连接，并接于MSB电流阵列的电流镜的输出端，第一阵列的差分开关对的负端包括有第一低电位端和第二低电位端，分别接输出负载(RL)的输出端和第三开关管与第二开关管的连接处；第二阵列为控制LSB电流的差分开关对阵列，分别由差分信号Sw_lk和Sw_lkb控制，其中,k＝1…L，L为对应开关对的总数，第二阵列的差分开关对的正端相互连接，并接于LSB电流阵列的电流镜的输出端，第二阵列的差分开关对的负端包括第一低电位端和第三低电位端，分别接输出负载(RL)的输出端以及电流比较模块；其中Sw_mk控制的所有开关的负端短接在一起，并与Sw_lk控制的所有开关的负端短接，Sw_mkb控制的所有开关的负端短接在一起，Sw_lkb控制的所有开关的负端短接在一起。

3.根据权利要求1或2所述的数模转换器，其特征在于，所述DWA校准控制模块包括DWA算法模块和LSB数字控制模块；其中DWA算法模块用于控制MSB电流阵列的电流镜对应的开关阵列；所述LSB数字控制模块为常用的数字控制模块，用于控制LSB电流阵列的电流镜对应的开关阵列。

4.根据权利要求3所述的数模转换器，其特征在于，所述MSB电流阵列为分段电流舵型数模转换器的高位，采用温度码控制的电流阵列，所述LSB电流阵列为分段电流舵型数模转换器的低位，采用温度码型电流阵列、二进制电流阵列或者其他类型的电流阵列。

5.根据权利要求1所述的数模转换器，其特征在于，所述LSB冗余电流模块为一位的最低权重的电流单元。

6.一种数模转换器的控制方法，应用于权利要求1至5任意一项所述的数模转换器，其特征在于，所述方法包括：

向所述第一开关和所述第二开关发送校准使能信号Sw_cali，向所述第三开关发送校准使能信号反码Sw_calib；

根据校准使能信号Sw_cali为0，校准使能信号反码Sw_calib为1，则使第一开关和第二开关同步关断，第三开关闭合，使得数模转换器处于正常工作模式；

根据校准使能信号Sw_cali为1，校准使能信号反码Sw_calib为0，则使第一开关和第二开关同步闭合，第三开关关断，使得数模转换器处于校准模式。