一種適用于多通道分段式電流舵型數(shù)模轉換器中電流源陣列的校準系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電流源校準電路，特別是涉及一種適用于多通道分段式電流舵型數(shù)模轉換器中電流源陣列的校準系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]分段式電流舵型DAC通常包含編碼器電路、鎖存器陣列、開關陣列、電流源陣列和輸出幅度調整電路五部分，輸入數(shù)據(jù)采用分段編碼方式在編碼器電路進行編碼，一般低位輸入數(shù)據(jù)采用二進制編碼，高位輸入數(shù)據(jù)采用溫度計編碼；編碼后的數(shù)據(jù)在鎖存器陣列同步并緩沖后對DAC開關陣列進行控制，通過開關選通電流源陣列中對應的電流源；所有被開關選通的電流源的輸出電流加和后得到整個DAC的電流輸出；該輸出電流信號最終通過電阻轉換為電壓信號。編碼后的數(shù)據(jù)與開關陣列中的開關以及電流源陣列中的電流源都是一一對應的關系。
[0003]電流源陣列可分為高數(shù)據(jù)位段溫度計編碼電流源陣列和低數(shù)據(jù)位段二進制編碼電流源陣列。溫度計編碼電流源陣列中每個電流源的大小相同，而二進制編碼電流源陣列中每個電流源的大小成二進制比例關系。
[0004]由于工藝偏差的影響，單個分段式電流舵型DAC中電流源單元間會存在偏差與失配，使得DAC存在線性度誤差，該誤差會導致電流舵型DAC的有效位數(shù)以及無雜散動態(tài)范圍等性能指標變差；并且工藝偏差也會使得多通道DAC (假設每個通道含有一個DAC，即通道數(shù)等于DAC個數(shù))的各通道DAC間存在幅度偏差。
[0005]當前出現(xiàn)的一些對于DAC電流源陣列的校準方法，均只針對單個DAC進行校準，并且采用的是對電流源陣列中高數(shù)據(jù)位段的電流源進行逐一校準，對低數(shù)據(jù)位段電流源陣列整體校準的校準方式，因而校準精度不高。
[0006]例如，申請?zhí)枮镃N201310688537的專利公開了一種分段式電流舵DAC中電流源陣列的校準方法，該專利將電流源陣列分為高數(shù)據(jù)位段、中數(shù)據(jù)位段和低數(shù)據(jù)位段，能夠彌補電路工藝偏差造成的電流源之間的偏差。但該專利僅對高數(shù)據(jù)位段的每一位電流源進行逐位校準，對其他位段電流源陣列進行整體校準，因而校準精度較低；并且不適用于通道數(shù)大于等于I的分段式電流舵DAC校準，無法保證通道間輸出信號的一致性。
[0007]又如，申請?zhí)枮镃N201310093824的專利也公開了一種用于分段式電流舵DAC的數(shù)字校準技術，該專利在校準過程中比較器對待校準電流源陣列中的電流源以及基準電流源進行比較，控制模塊進行校準。該專利僅說明了校準所采用的電路結構，以及校準模塊與正常模塊的連接方式，但并沒有公開具體的校準算法，因而也無法評估校準能達到的具體精度。同樣，該專利也無法適用于通道數(shù)大于等于I的分段式電流舵DAC進行校準，無法保證通道間輸出信號的一致性。
[0008]再如，申請?zhí)枮镃N201410421448的專利公開了一種電流源校準電路，該專利只提供了單個電流源的校準方法，雖然提高了電流源的精度，但是實質上無法實現(xiàn)電流源陣列的校準，更無法實現(xiàn)多通道DAC電流源陣列的校準。
【實用新型內容】
[0009]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種能保證電流源陣列中每一位電流源均得到校準的校準電路實現(xiàn)方式；采用該算法可以實現(xiàn)更高的校準精度，彌補工藝偏差造成的DAC電流源陣列中電流源間的偏差與失配，提高單個DAC的線性度，進而提高DAC的有效位數(shù)以及無雜散動態(tài)范圍等性能指標。可以校準通道與通道間DAC的輸出幅度偏差，使得各通道的輸出趨于一致。校準電路與工作電路完全分隔，使得是否需要校準成為了可選，特別適用于多通道高速高位數(shù)電流舵型DAC的實現(xiàn)。
[0010]本實用新型的目的通過以下技術方案來實現(xiàn):一種適用于多通道分段式電流舵型數(shù)模轉換器中電流源陣列的校準系統(tǒng)，適用于至少一個通道的分段式電流舵型數(shù)模轉換器的電流源陣列校準，每個通道的分段式電流舵型數(shù)模轉換器均設置有與其相配合的電流源陣列校準電路；
[0011]所述的分段式電流舵型數(shù)模轉換器包括編碼器電路、鎖存器陣列、開關陣列、電流源陣列和輸出幅度調整電路，編碼器電路的輸入端與輸入數(shù)據(jù)連接，編碼器電路的輸出端依次通過鎖存器陣列和開關陣列與電流源陣列相連，輸入數(shù)據(jù)采用分段式編碼，低位輸入數(shù)據(jù)采用二進制編碼，高位輸入數(shù)據(jù)采用溫度計編碼，編碼器電路包括低數(shù)據(jù)位二進制編碼器和高數(shù)據(jù)位溫度計編碼器，電流源陣列包括低數(shù)據(jù)位段陣列和高數(shù)據(jù)位段陣列；
[0012]電流源陣列校準電路包括外部測試電路、校準控制模塊、校準存儲單元、加法器和校準電流結構；外部測試電路與分段式電流舵型數(shù)模轉換器的輸出端連接，外部測試電路的輸出端通過校準控制模塊與校準存儲單元的輸入端連接，校準存儲單元的一路輸出端與校準電流結構的輸入端連接，校準存儲單元的另一路輸出端通過加法器與輸出幅度調整電路連接，加法器的輸入端還連接幅度控制字；校準電流結構包括高數(shù)據(jù)位段校準電流結構和低數(shù)據(jù)位段校準電流結構；
[0013]電流源陣列的輸出端還與電流源校準陣列連接，對于電流源陣列的高數(shù)據(jù)位段中的每個電流源以及低數(shù)據(jù)位段中的每個電流源均與電流源校準陣列中一個獨立的校準電流結構連接。
[0014]所述的校準電流結構包括校準電流源開關陣列和校準電流源陣列，校準電流源開關陣列由校準存儲單元中對應的存儲數(shù)據(jù)控制，校準電流源開關陣列包括多個校準電流源開關，校準電流源陣列包括多個校準電流源，校準電流源開關與校準電流源串聯(lián)后并聯(lián)于主電流源的兩端；校準電流結構包含電流輸出能力按二進制權重由高到低分布的多個電流源，每個電流源與對應的一個開關相連，開關的控制信號來自校準存儲單元中對應的校準值，根據(jù)每個電流源的校準值將不同大小的電流補償?shù)礁鱾€電流源總的輸出電流中。
[0015]所述的高數(shù)據(jù)位段校準電流結構與低數(shù)據(jù)位段校準電流結構放在一起形成單獨的電路校準模塊。
[0016]本實用新型的有益效果是:
[0017]I)能夠對分段式電流舵型DAC的低數(shù)據(jù)位段的每一個電流源進行校準，從而實現(xiàn)了很高的校準精度，彌補了工藝偏差造成的DAC電流源陣列中電流源間的偏差與失配，提高了單個DAC的線性度，進而提高了 DAC的有效位數(shù)以及無雜散動態(tài)范圍等性能指標；
[0018]2)可以對通道數(shù)大于等于I的分段式電流舵型DAC進行校準，從而保證通道間輸出信號的一致性，提高了分段式電流舵型DAC的線性性能以及各通道間的幅度一致性；
[0019]3)校準電路與工作電路完全分隔，使得是否需要校準成為了可選，特別適用于多通道高速高位數(shù)電流舵型DAC的實現(xiàn)，也有利于標準電流源模塊的最優(yōu)設計以及IP核復用。
【附圖說明】
[0020]圖1為多通道分段式電流舵型數(shù)模轉換器中電流源陣列的校準系統(tǒng)結構示意圖；
[0021]圖2為每個通道的分段式電流舵型數(shù)模轉換器中電流源陣列的校準系統(tǒng)結構示意圖；
[0022]圖3為校準電流結構原理圖；