用于數模轉換電路的自校準電路的制作方法

本發明涉及數模轉換電路領域，特別是涉及一種用于數模轉換電路的自校準電路。

背景技術：

數模轉換電路的工作原理參見圖1，圖1展示了一個3比特輸入，8個電平輸出的數模轉換電路。它由一個固定電阻，8個開關，8個電流源和1個編碼轉換電路構成。其中8個開關分別控制8個電流源，每個電流源的基準電流理論上是要相同的。這樣，當數字信號輸入編碼轉換電路，編碼轉換電路就輸出相應個數的開關控制信號。比如，輸入2進制“3”，那么就打開3個開關，使得流過固定電阻的電流為3倍的基準電流，這樣輸出的模擬電平＝電源電壓-3*基準電流*固定電阻(“*”表示乘號)，這就是對應2進制“3”的輸出電平。

從上面的原理可以看出，所述數模轉換器的準確性同每個電流源的基準電流是否完全相同有很大的關系，實際設計中，每個電流源都是相同的電路，相同的版圖。但是在先進工藝下，即使是相同電路，相同版圖，由于芯片上擺放位置的不同，各個電流源的電流也不盡相同。這就造成了最后設計出來的數模轉換器對應不同碼子的輸出電平的增量不盡相同。

如何減少各個電流源基準電流不同對數模轉換器準確性的影響是本發明所要解決的問題。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種用于數模轉換電路的自校準電路，能夠提高數模轉換電路輸出電平的準確性。

為解決上述技術問題，本發明的用于數模轉換電路的自校準電路，包括：

第一電流相加電路，接收輸入的基準電流信號，對輸入的基準電流信號進行相加，輸出第1比較電流信號，在第1相加控制信號的控制下，決定第1比較電流信號是由哪些輸入的基準電流信號相加得到；

第二電流相加電路，接收輸入的基準電流信號，對輸入的基準電流信號進行相加，輸出第2比較電流信號，在第2相加控制信號的控制下，決定第1比較電流信號是由哪些輸入的基準電流信號相加得到；

一電流比較電路，比較第一電流相加電路的輸出信號和第二電流相加電路的輸出信號，輸出1比特的比較結果；

一邏輯處理電路，接收所述比較結果，輸出第1相加控制信號、第2相加控制信號和編碼映射表；在收到自校驗啟動信號后，啟動自校驗，更新編碼映射表，然后保持編碼映射表不變；

一編碼映射電路，收到數字信號輸入后，查找輸入的編碼映射表，輸出對應的電流源開關控制信號。

在數模轉換電路中使用本發明的自校準電路，測量結果顯示，能夠把微分非線性誤差(DNL)縮小為原來的1/10左右，能夠把積分非線性誤差(INL)縮小為原來的1/4左右，顯著地提高了數模轉換電路的準確性。

附圖說明

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1是現有的3比特輸入8電平輸出的數模轉換電路的示意圖；

圖2是所述用于數模轉換電路的自校準電路一實施例結構圖；

圖3是以含8個電流源的數模轉換電路為例，對圖2中的自校驗流程的排序部分操作的說明示意圖。

具體實施方式

所述用于數模轉換電路的自校準電路，通過引入自校準電路以及相應的自校準流程，對各個電流源基準電流進行排序，使得對應從小到大的各個碼字的電流源的基準電流盡量平衡，按碼字次序看，碼字實際對應電流與理論值的偏差均勻化，從而減少各個電流源基準電流不同對數模轉換器準確性的影響。

它的工作原理如下：

參見圖2，所述用于數模轉換電路的自校準電路由兩個電流相加電路(即圖2中第一電流相加電路和第二電流相加電路)，一個電流比較電路，一個邏輯處理電路，一個編碼映射電路構成。其中兩個電流相加電路根據各自的相加控制信號(第1相加控制和第2相加控制)把相應的電流源基準電流相加，輸出電流相加結果，即圖2中的第1比較電流和第2比較電流。電流比較電路比較電流兩個電流相加電路輸出的兩個電流大小，給出1比特的比較結果。編碼映射電路收到數字信號輸入后，查找編碼映射表，輸出對應的電流源開關控制信號。

以上所述自校準電路所包括的電路都是實現自校驗流程所需的組件，而自校驗流程本身是在邏輯處理電路中實現的。

自校驗流程如下：

1、設置編碼映射表，把數模轉換電路中的各個基準電流源全都打開。

2、通過控制第1相加控制信號和第2相加控制信號，把各個基準電流兩兩相比，然后按電流大小進行第1次排序，并且存儲第1次排序結果[結合圖3(a)]。

3、根據第1次排序結果，通過控制第1相加控制信號和第2相加控制信號，把最大的基準電流與最小的基準電流相加，次大的基準電流的與次小的基準電流相加，以此類推；相加后，把相加結果再兩兩比較，按電流大小進行第2次排序[結合圖3(b)]。

4、對第2次排序的結果，調整次序，使得最小電流的后面跟最大電流，然后后面再跟次小電流，再跟次大電流，以此類推[結合圖3(c)]。

5、保持第4步調整后的次序，再把作為排序元素的相加電流中的兩個分電流(即最大的基準電流和最小的基準電流)按第1次排序結果進行排序，這樣就得到了最終的排序序列[結合圖3(d)]。

6、根據最終排序序列，更新編碼映射表，當碼字為0時，就開最終排序序列中第1個電流源；碼字為1時，就開最終排序序列中前2個電流源，以此類推，當碼字為N時，就開最終排序序列中前N個電流源。

圖3以含8個電流源的數模轉換電路為例，對自校驗流程排序部分的操作進行了說明。

上述流程中，第1步是為了使得自校準電路可以得到各個基準電流源對應的基準電流。第2步到第4步通過排序與次序調整使得從最小碼字開始，每2個碼字一看時，對應的電流分布最平衡，這從圖3中，第2次排序后調整次序的示意圖中可以看出。第5步使得從最小到最大的碼字一個個看時的對應電流分布也是最平衡的，這從圖3的最終排序結果可以看出。圖3中，(a)表示第1次排序結果，(b)表示第2次排序結果，(c)表示第2次排序后調整次序，(d)表示最終排序序列。其中長方形的高度給出了電流大小的示意，越高的表示電流越大。長方形中的數字同樣表示了電流大小的排序。

以上通過具體實施方式對本發明進行了詳細的說明，但這些并非構成對本發明的限制。在不脫離本發明原理的情況下，本領域的技術人員還可做出許多變形和改進，這些也應視為本發明的保護范圍。