內(nèi)插式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利摘要】一種內(nèi)插式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，用于將一個數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成一個模擬信號。數(shù)字信號具有一個第一位至一個第N位。內(nèi)插式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器包含：一個路由單元，用于接收第一位、第二位、一個第一電壓及一個第二電壓，并在接收到第一電壓及第二電壓時，根據(jù)第一位及第二位，輸出第一電壓及第二電壓中的一個作為一個第一路由電壓，輸出第一電壓及第二電壓中的一個作為一個第二路由電壓；及一個插補單元，用于接收第一位、第一路由電壓及第二路由電壓，并根據(jù)第一位對第一路由電壓及第二路由電壓進行插補，以產(chǎn)生模擬信號。
【專利說明】內(nèi)插式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，特別是涉及一種內(nèi)插式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]參閱圖1，一種現(xiàn)有的六位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器I用于將一個數(shù)字信號D[5:0]轉(zhuǎn)換成一個模擬信號Vout。數(shù)字信號D[5:0]具有一個第一位至一個第六位D[0]~D[5]。現(xiàn)有的六位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器包括一百二十六個開關(guān)11及一個緩沖級12，并接收第一位至第六位D[0rD[5]，及幅值呈等差數(shù)列的一個第一參考電壓至一個第六十四參考電壓VrefXTVref63，且利用開關(guān)11根據(jù)第一位至第六位D [0]1 [5]進行二元樹解碼，以輸出第一參考電壓至第六十四參考電壓Vref(TVref63中的一個經(jīng)由緩沖級12緩沖后產(chǎn)生模擬信
號Vout。在圖1中，對應D[*]的開關(guān)11在D [*] =0時不導通，在D [*] =1時導通,對應石丙的
開關(guān)11在D [*] =0時導通，在D [*] =1時不導通，因此，在D [5:0] =000000時，Vout=VrefO,在D[5:0] =000001 時，Vout=Vrefl,在 D[5:0] =000010 時，Vout=Vref2,…，在 D[5:0] =111111時，Vout=Vref63。
[0003]然而，現(xiàn)有的六位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器I所使用的開關(guān)11的數(shù)目較多，導致布局時拉線較復雜，且開關(guān)11及 拉線所占據(jù)的面積較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)插式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，可以改善先前技術(shù)的缺點。
[0005]本發(fā)明內(nèi)插式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器用于將一個數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成一個模擬信號。該數(shù)字信號具有一個第一位至一個第N位，N>1。該內(nèi)插式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器包含一個路由單元及一個插補單元。該路由單元用于接收該第一位、該第二位、一個第一電壓及一個第二電壓，并在接收到該第一電壓及該第二電壓時，根據(jù)該第一位及該第二位，輸出該第一電壓及該第二電壓中的一個作為一個第一路由電壓，輸出該第一電壓及該第二電壓中的一個作為一個第二路由電壓。該插補單元電連接到該路由單元，用于接收該第一位、該第一路由電壓及該第二路由電壓，并根據(jù)該第一位對該第一路由電壓及該第二路由電壓進行插補，以產(chǎn)生介于該第一路由電壓及該第二路由電壓間的該模擬信號。
[0006]本發(fā)明的有益效果在于:通過該路由單元及該插補單元，在N足夠大時，可以減少該內(nèi)插式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器所使用的開關(guān)的數(shù)目，導致布局時拉線較簡單，且開關(guān)及拉線所占據(jù)的面積較小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是一個電路圖，顯示一種現(xiàn)有的六位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器；
[0008]圖2是一個方塊圖，顯示本發(fā)明內(nèi)插式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器的第一較佳實施例；
[0009]圖3是一個電路圖，顯示第一較佳實施例的一個多路復用單元及一個路由單元；[0010]圖4是一個電路圖，顯示第一較佳實施例的一個插補單元的第一種實施態(tài)樣；
[0011]圖5是一個電路圖，顯示第一較佳實施例的插補單元的第二種實施態(tài)樣；
[0012]圖6是一個電路圖，顯示第一較佳實施例的插補單元的第三種實施態(tài)樣；
[0013]圖7是一個電路圖，顯示第一較佳實施例的插補單元的第四種實施態(tài)樣；
[0014]圖8是一個方塊圖，顯示本發(fā)明內(nèi)插式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器的第二較佳實施例；
[0015]圖9是一個電路圖，顯示第二較佳實施例的三個多路復用單元及三個路由單元；
[0016]圖10是一個電路圖，顯示本發(fā)明內(nèi)插式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器的第三較佳實施例的三個多路復用單元及三個路由單元。
【具體實施方式】
[0017]為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作詳細說明。首先需要說明的是，本發(fā)明并不限于下述【具體實施方式】，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應該從下述實施方式所體現(xiàn)的精神來理解本發(fā)明，各技術(shù)術(shù)語可以基于本發(fā)明的精神實質(zhì)來作最寬泛的理解。圖中相同或相似的構(gòu)件采用相同的附圖標記表示。
[0018]第一較佳實施例
[0019]參閱圖2，本發(fā)明內(nèi)插式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器的第一較佳實施例2用于將一個數(shù)字信號D[N-1:0]轉(zhuǎn)換成一個模擬信號Vout。數(shù)字信號具有一個第一位至一個第N位D[0]~D [N-l]，N>2。本實施例內(nèi)插式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器2包含一個多路復用單元21、一個路由單元22及一個插補單元23。
[0020]多路復用單元21用 于接收第三位至第N位D[2]~D[N_1]，及幅值呈等差數(shù)列的一個第一參考電壓至一個第M+1參考電壓Vref(TVrefM，并根據(jù)第三位至第N位D [2]~D[N-1]，輸出參考電壓VrefXTVrefM中序號相鄰的兩個，分別作為一個第一電壓VO及一個第二電壓 VI，M= 2n_2。
[0021]路由單元22電連接到多路復用單元21，用于接收第一位D[0]、第二位D[l]、第一電壓VO及第二電壓Vl，并在接收到第一電壓VO及第二電壓Vl時，根據(jù)第一位D [O]及第二位D [I]，輸出第一電壓VO及第二電壓Vl中的一個作為一個第一路由電壓VrO，輸出第一電壓VO及第二電壓Vl中的一個作為一個第二路由電壓Vrl。
[0022]插補單元23電連接到路由單元22，用于接收第一位D [O]、第一路由電壓VrO及第二路由電壓Vr I，并根據(jù)第一位D [O]對第一路由電壓VrO及第二路由電壓Vr I進行插補，以產(chǎn)生介于第一路由電壓VrO及第二路由電壓Vrl間的模擬信號Vout。
[0023]參閱圖2、圖3與圖4，以下舉N=6為例進行說明。
[0024]多路復用單元21包括四十個開關(guān)211。在圖3中，對應D[*]的開關(guān)211在D[*]=0時不導通，在D[*]=l時導通,對應D[*]的開關(guān)在D[*]=0時導通,在D[*]=l時不導通，因此，在 D[5:2] =0000 時，VO=VrefO, Vl=Vrefl,在 D[5:2] =0001 時，VO=Vrefl, Vl=Vref2，在D[5:2]=0010 時，V0=Vref2，Vl=Vref3，…，在 D[5:2] = 1111 時，V0=Vrefl5，Vl=Vrefl6，如表1所示。
[0025]路由單兀22包括一個第一輸入端220、一個第二輸入端221、一個第一輸出端222、一個第二輸出端223、一個第一開關(guān)224、一個第二開關(guān)225、一個第三開關(guān)226、一個第四開關(guān)227、一個第五開關(guān)228及一個第六開關(guān)229。第一輸入端220用于接收第一電壓V0。第二輸入端221用于接收第二電壓VI。第一輸出端222用于輸出第一路由電壓VrO。第二輸出端223用于輸出第二路由電壓Vrl。第一開關(guān)224電連接在第一輸入端220與第一輸出端222間，受第二位D[l]控制在導通與不導通間切換。第二開關(guān)225與第三開關(guān)226在第一輸入端220與第二輸出端223間串聯(lián)。第二開關(guān)225受第二位D[I]控制在導通與不導通間切換。第三開關(guān)226受第一位D[O]控制在導通與不導通間切換。第四開關(guān)227電連接在第二輸入端221與第一輸出端222間，受第二位D[l]控制在導通與不導通間切換。第五開關(guān)228與第六開關(guān)229在第二輸入端221與第二輸出端223間并聯(lián)。第五開關(guān)228受第二位D[l]控制在導通與不導通間切換。第六開關(guān)229受第一位D[O]控制在導通與不導通間切換。當?shù)谝晃籇[0]為O時，第三開關(guān)226導通，第六開關(guān)229不導通，而當?shù)谝晃籇[O]為I時，第三開關(guān)226不導通，第六開關(guān)229導通。當?shù)诙籇[l]為O時，第一開關(guān)224及第五開關(guān)228導通，第二開關(guān)225及第四開關(guān)227不導通，而當?shù)诙籇[l]為I時，第一開關(guān)224及第五開關(guān)228不導通，第二開關(guān)225及第四開關(guān)227導通。
[0026]因此，路由單元22在第一位D[0]為O、第二位D[l]為O時，輸出第一電壓VO作為第一路由電壓VrO，輸出第二電壓Vl作為第二路由電壓Vrl，在第一位D[0]為1、第二位D[l]為O時，輸出第一電壓VO作為第一路由電壓VrO,輸出第二電壓Vl作為第二路由電壓Vrl,在第一位D[O]為O、第二位D[I]為I時,輸出第二電壓Vl作為第一路由電壓VrO,輸出第一電壓VO作為第二路由電壓Vrl,在第一位D[O]為1、第二位D[l]為I時,輸出第二電壓Vl作為第一路由電壓VrO,輸出第二電壓Vl作為第二路由電壓Vrl,如表I所不。
[0027]插補單元23包括一個負載231、一個第一差動對232、一個第二差動對233、一個可變電流源234及一個輸出級236。負載231具有一個第一端2311及一個第二端2312。第一差動對232包括一個第一晶體管2321及一個第二晶體管2322。第一晶體管2321具有一個電連接到負載231的第一端2311的第一端、一個第二端，及一個接收第一路由電壓VrO的控制端。第二晶體管2322具有一個電連接到負載231的第二端2312的第一端、一個電連接到第一晶體管2321的第二端的第二端，及一個接收模擬信號Vout的控制端。第二差動對233包括一個第三晶體管2331及一個第四晶體管2332。第三晶體管2331具有一個電連接到負載231的第一端2311的第一端、一個第二端，及一個接收第二路由電壓Vrl的控制端。第四晶體管2332具有一個電連接到負載231的第二端2312的第一端、一個電連接到第三晶體管2331的第二端的第二端，及一個接收模擬信號Vout的控制端。可變電流源234具有一個電連接到第一晶體管2321的第二端的第一端2341，及一個電連接到第三晶體管2331的第二端的第二端2342，用于根據(jù)第一位D [O]，于其第一端2341供應一個第一可變電流，及于其第二端2342供應一個第二可變電流，在第一位D[0]為O時，第一可變電流與第二可變電流的比例為(k+Ι):1，在第一位D[O]為I時，第一可變電流與第二可變電流的比例為k:2，k>0。輸出級236電連接到負載231的第一端2311，用于根據(jù)負載231的第一端2311上的電壓產(chǎn)生模擬信號Vout。
[0028]因此，插補單元23產(chǎn)生模擬信號Vout的方式為:在第一位D [O]為O時，Vout =VrO X (k+1) / (k+2) +Vrl X I/(k+2)，在第一位 D [O]為 I 時，Vout = VrO X k/ (k+2) +Vrl X 2/(k+2)，如表I所示，其中描述k= 2的情況。
[0029]圖4至圖7分別顯示插補單元23的四種實施態(tài)樣。在插補單元23中，可以如圖4與圖6所示那般，負載231以P型金氧半晶體管實現(xiàn)，第一差動對232、第二差動對233及可變電流源234以N型金氧半晶體管實現(xiàn)，輸出級236以互補金氧半晶體管實現(xiàn)，但是也可以如圖5與圖7所示那般，負載231以N型金氧半晶體管實現(xiàn)，第一差動對232、第二差動對233及可變電流源234以P型金氧半晶體管實現(xiàn)，輸出級236以互補金氧半晶體管實現(xiàn)。圖4與圖6所示的插補單元23不同的地方在于可變電流源234以不同的電路達到相同的功能。圖5與圖7所示的插補單元23不同的地方在于可變電流源234以不同的電路達到相同的功能。
[0030]值得注意的是，k的數(shù)值端視設(shè)計需要而定，不以2為限。舉例來說，在第一參考電壓至第M+1參考電壓VrefXTVrefM的幅值呈等差數(shù)列時，如果期望數(shù)字信號D [5:0]與模擬信號Vout間呈線性關(guān)系，則選擇k=2，而如果期望數(shù)字信號D[5:0]與模擬信號Vout間呈非線性關(guān)系，則選擇k古2。當然，第一參考電壓至第M+1參考電壓VrefXTVrefM的幅值也可以不是呈等差數(shù)列。
[0031]表1
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)插式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，用于將一個數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成一個模擬信號，該數(shù)字信號具有一個第一位至一個第N位，N>1，該內(nèi)插式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器的特征在于其包含: 一個第一路由單元，用于接收該第一位、該第二位、一個第一電壓及一個第二電壓，并在接收到該第一電壓及該第二電壓時，根據(jù)該第一位及該第二位，輸出該第一電壓及該第二電壓中的一個作為一個第一路由電壓，輸出該第一電壓及該第二電壓中的一個作為一個第二路由電壓；及 一個插補單元，電連接到該第一路由單元，用于接收該第一位、該第一路由電壓及該第二路由電壓，并根據(jù)該第一位對該第一路由電壓及該第二路由電壓進行插補，以產(chǎn)生介于該第一路由電壓及該第二路由電壓間的該模擬信號。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)插式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，其特征在于:該第一路由單元在該第一位為O、該第二位為O時,輸出該第一電壓作為該第一路由電壓,輸出該第二電壓作為該第二路由電壓，在該第一位為1、該第二位為O時，輸出該第一電壓作為該第一路由電壓，輸出該第二電壓作為該第二路由電壓，在該第一位為O、該第二位為I時，輸出該第二電壓作為該第一路由電壓，輸出該第一電壓作為該第二路由電壓，在該第一位為1、該第二位為I時，輸出該第二電壓作為該第一路由電壓，輸出該第二電壓作為該第二路由電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)插式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，其特征在于該第一路由單元包括: 一個第一輸入端，用于接收該第一電壓； 一個第二輸入端，用于接收該第二電壓； 一個第一輸出端，用于輸出該第一路由電壓； 一個第二輸出端，用于輸出該第二路由電壓； 一個第一開關(guān)，電連接在該第一輸入端`與該第一輸出端間，受該第二位控制在導通與不導通間切換； 一個第二開關(guān)與一個第三開關(guān)，在該第一輸入端與該第二輸出端間串聯(lián)，該第二開關(guān)受該第二位控制在導通與不導通間切換，該第三開關(guān)受該第一位控制在導通與不導通間切換； 一個第四開關(guān)，電連接在該第二輸入端與該第一輸出端間，受該第二位控制在導通與不導通間切換；及 一個第五開關(guān)與一個第六開關(guān)，在該第二輸入端與該第二輸出端間并聯(lián)，該第五開關(guān)受該第二位控制在導通與不導通間切換，該第六開關(guān)受該第一位控制在導通與不導通間切換； 當該第一位為O時，該第三開關(guān)導通，該第六開關(guān)不導通，而當該第一位為I時，該第三開關(guān)不導通，該第六開關(guān)導通； 當該第二位為O時，該第一開關(guān)及該第五開關(guān)導通，該第二開關(guān)及該第四開關(guān)不導通，而當該第二位為I時，該第一開關(guān)及該第五開關(guān)不導通，該第二開關(guān)及該第四開關(guān)導通。
4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)插式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，其特征在于該插補單元產(chǎn)生該模擬信號的方式為: 在該第一位為O時， 該模擬信號=該第一路由電壓X (k+1) / (k+2) +該第二路由電壓Xl/ (k+2)； 在該第一位為I時，該模擬信號=該第一路由電壓xk/k+2+該第二路由電壓x2/k+2 ；
k>0。
5.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)插式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，其特征在于該插補單元包括: 一個負載，具有一個第一端及一個第二端； 一個第一差動對，包括一個第一晶體管及一個第二晶體管，該第一晶體管具有一個電連接到該負載的第一端的第一端、一個第二端，及一個接收該第一路由電壓的控制端，該第二晶體管具有一個電連接到該負載的第二端的第一端、一個電連接到該第一晶體管的第二端的第二端，及一個接收該模擬信號的控制端； 一個第二差動對，包括一個第三晶體管及一個第四晶體管，該第三晶體管具有一個電連接到該負載的第一端的第一端、一個第二端，及一個接收該第二路由電壓的控制端，該第四晶體管具有一個電連接到該負載的第二端的第一端、一個電連接到該第三晶體管的第二端的第二端，及一個接收該模擬信號的控制端； 一個可變電流源，具有一個電連接到該第一晶體管的第二端的第一端，及一個電連接到該第三晶體管的第二端的第二端，用于根據(jù)該第一位，于其第一端供應一個第一可變電流，及于其第二端供應一個第二可變電流，在該第一位為O時，該第一可變電流與該第二可變電流的比例為(k+Ι):1，在該第一位為I時，該第一可變電流與該第二可變電流的比例為k:2 ;及 一個輸出級，電連接到該負載的第一端，用于根據(jù)該負載的第一端上的電壓產(chǎn)生該模擬信號。
6.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)插式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，N>2，其特征在于其還包含:` 一個第一多路復用單元，電連接到該第一路由單元，用于接收該第三位至該第N位，及幅值不同的多個參考電壓，并根據(jù)該第三位至該第N位，輸出所述參考電壓中的兩個，分別作為該第一電壓及該第二電壓。
7.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)插式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，其特征在于N>2，其還包含: 一個第二多路復用單元，用于接收該第一位、該第二位，及幅值不同的多個參考電壓，并根據(jù)該第一位及該第二位，輸出所述參考電壓中的一個，作為一個第三電壓；及 一個第二路由單元，電連接到該第二多路復用單元及該插補單元，用于接收該第三位至該第N位及該第三電壓，并根據(jù)該第三位至該第N位，在輸出與不輸出該第三電壓作為該第一路由電壓及該第二路由電壓間切換； 其中，在該第二路由單元輸出該第三電壓作為該第一路由電壓及該第二路由電壓時，該第一路由單元沒有接收到該第一電壓及該第二電壓。
【文檔編號】H03M1/66GK103634012SQ201210311165
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月28日
【發(fā)明者】葉松銚, 鄧至剛 申請人:奕力科技股份有限公司