[其他]單片集成數模轉換器

無效

• 申請號: 87104990
• 申請日: 1987-07-20
• 公開（公告）號: CN87104990A
• 公開（公告）日: 1988-02-03
• 發明（設計）人: 索恩克·梅加爾德;烏爾里奇·休斯
• 申請（專利權）人: 德國國際電話電報工業有限公司
• 主分類號: H03M1/06
• 分類號: H03M1/06;H03M1/66
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 余剛

對于單片集成固態電路的大規模生產來說，要對有電流源的高精度分流器進行單片集成的困難在于制造電流源時存在誤差，眾所周知，這種電流源的實現形式是所謂電流型的雙極型晶體管集電極一發射極區，其基極處于公共電位。對于帶有雙極型晶體管14位二進制數單片集成數模轉換器（以下簡稱為“DAC”）的制造來說，通過采用集成分流器的方法克服這類困難，在1983年6月16日出版的“電子學”雜志第130至134頁，以及1980年8月出版的“電子組件及其應用”第二卷第4期第235至241頁所描述的類型的片子，其中主要是借助于移位寄存器，將多個電流源的電流周期地，循環地接入三條電流通路，在這三條電流通路中，第一條和第二條通路接收的電流是第三條通路所接收電流的一半，通過將多個這樣的分流器串聯起來，就可以得到高精度的單片集成DAC。

同樣，本發明也采用動態“元件匹配”的原理，但不是采用上述傳統DAC中的分流器。由于那種轉換器采用了串聯分流器，因此每個分流器就需要一個以外部接入電容的RC濾波電路。

本發明的一個目的是提供不需要任何RC濾波電路的單片集成DAC，尤其是這種單片集成DAC可以采用金屬一氧化物一半導體的工藝制造卻不用（MOS電路所需的）高于5V的電源電壓。當采用MOS工藝對常規結構進行加工時，由于分流器是串聯，因此需要高于25V的電源電壓。

本發明所涉及的單片集成DAC，它具有多個在采樣信號控制之下的輸入信號，它取代了以此采樣頻率的時鐘速率輸入的多位數字信號，借助于位開關，這一數字輸入信號本身加到一相加點，多個電源單元與其值相應。在這個過程中，電流源單元在一個采樣周期內，以相當于采樣頻率某一倍數的時鐘信號頻率每次一個地輪流接通，以這種方式，就可以在此采樣周期內，以完全相同的時間接通所有存在的電流源單元。

本發明根據如下思想著手進行：有多個盡可能相同的電流源，借助于以時鐘頻率fc進行動作的每次一個地輪流使得導通。以這種方法就平均而言，這些電流源的誤差就互相抵消了。

代碼可以任選多位輸入信號，大部分是的進位代碼，借助于適當的代碼轉換器，他們可轉換為同樣適當的二進制輸出代碼，利用這一輸出代碼，通過位開關，就使那些與輸入信號數值相應的電流源導通，典型地一個這樣的代碼可以是溫度計代碼。在一般的代碼情況下，使位開關接通的基本二進制狀態數與相應的溫度計代碼中基本二進制狀態數相等，但是，在代碼字中，它們的配置是任意的，可以與溫度計代碼截然不同。

下面，參考附圖圖1至圖5，對未發明進行詳細說明，其中：

圖1所示為根據本發明的數模轉換器（DAC）的一個實施例的基本線路圖;

圖2所示為周期電流開關的一個最佳實施方案：

圖3+圖4所示為代碼轉換器的框圖，此代碼轉換器用于將二進制輸入信號轉換為溫度計代碼;

圖5所示為用于N+1位二進制數DAC的框圖。

根據圖1所示實施例的基本線路圖，輸入信號Ed加到代碼轉換器Cw的輸入端，代碼轉換器Cw以選通輸入Ld端上的采樣頻率fs進行動作，將輸入信號Ed轉換為所謂溫度計代碼的一個信號。相應的，在代碼轉換器Cw的輸出端，形成以并行形式出現的二進制狀態序列，其數量與輸入信號Ed的數值相等，在這個過程中，如果與輸入代碼無關的輸入信號Ed的最大可用數值是“m”，則“m”也是代碼轉換器Cw的并行輸出線的數量，并且“m”還是電流源部分Qn的可控制電流源單元的最大數目。通過循環移位寄存器網絡Sn，將溫度計代碼送到電流源部分Qn的電流源單元，從而使電流源位開關的控制電極循環地導通，將電流源各單元的電流相加之后，就在電流源部分Qn的輸出Aa處得到模擬信號。根據時鐘信號，分頻器D的采樣頻率fs發出采樣信號，根據此采樣信號，循環移位寄存器Sn的m個輸入導通。分頻器的個數還要以后來準確確定，但要根據“m”來確定。

根據已知的先有技術，園形移位器（barrel????shifter）-cf.EP-AO????170493-可以用作循環移位寄存器網絡Sn。