数模转换电路和方法

文档序号:553727 发布日期:2021-05-14 浏览:4次 >En<

阅读说明:本技术 数模转换电路和方法 (Digital-to-analog conversion circuit and method ) 是由 杨黎 张千文 温长清 梁爱梅 于 2020-12-31 设计创作,主要内容包括:本申请实施例提供的一种数模转换电路和方法,该数模转换电路包括:转换单元,包括第一码值接收端,所述第一码值接收端用于接收第一码值,所述转换单元用于将所述第一码值转换为模拟信号;第一调节单元,包括第二码值接收端,所述第二码值接收端用于接收第二码值,所述第一调节单元的信号输入端与所述转换单元的信号输出端连接,所述第一调节单元用于根据所述第二码值获取第一模拟调节信号,并利用所述第一模拟调节信号对所述转换单元传输的所述模拟信号进行调节,得到目标信号。本申请通过利用转换单元和第一调节单元可以对不同输出电压范围进行简单有效的调整。(The embodiment of the application provides a digital-to-analog conversion circuit and a method, wherein the digital-to-analog conversion circuit comprises: the conversion unit comprises a first code value receiving end, the first code value receiving end is used for receiving a first code value, and the conversion unit is used for converting the first code value into an analog signal; the first adjusting unit comprises a second code value receiving end, the second code value receiving end is used for receiving a second code value, the signal input end of the first adjusting unit is connected with the signal output end of the converting unit, the first adjusting unit is used for acquiring a first analog adjusting signal according to the second code value, and the first analog adjusting signal is used for adjusting the analog signal transmitted by the converting unit to obtain a target signal. The application can simply and effectively adjust different output voltage ranges by utilizing the conversion unit and the first adjusting unit.)

数模转换电路和方法

技术领域

本申请实施例涉及集成电路设计领域,具体而言,涉及但不限于一种数模转换电路和方法。

背景技术

数模转换器(Digital-to-Analog),亦称为D/A或DAC,其主要作用是将数字信号或离散信号转换为模拟信号。数字信号是由数字信号系统产生的一组并行的编码信号,数模转换器在基准电压的作用下将数字信号系统产生的该编码信号转换为等价的模拟信号,而转换得到的模拟信号则经过滤波和放大后进入模拟信号系统。因此,如何利用数模转换器将数字信号转换为更为准确的模拟信号是亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供的一种数模转换电路和方法,主要解决的技术问题如何简单有效的对数模转换得到的模拟电压信号的范围进行调整。

第一方面,本申请实施例提供一种数模转换电路,该数模转换电路包括:转换单元和第一调节单元,其中,转换单元包括第一码值接收端,所述第一码值接收端用于接收第一码值,所述转换单元用于将所述第一码值转换为模拟信号。第一调节单元包括第二码值接收端,所述第二码值接收端用于接收第二码值,所述第一调节单元的信号输入端与所述转换单元的信号输出端连接,所述第一调节单元用于根据所述第二码值获取第一模拟调节信号,并利用所述第一模拟调节信号对所述转换单元传输的所述模拟信号进行调节,得到目标信号。

可选的,所述数模转换电路还包括第二调节单元,所述第二调节单元还包括第三码值接收端,所述第三码值接收端用于接收第三码值,所述第二调节单元的信号输入端与所述第一调节单元的信号输出端连接,所述第二调节单元用于根据所述第三码值获取第二模拟信号,并利用所述第二模拟信号对所述转换单元传输的所述模拟信号进行调节。

可选的,所述第二调节单元包括n个第一电阻选择子单元,每相邻两个所述第一电阻选择子单元之间设置有第一电阻,所述第一电阻和相邻所述第一电阻选择子单元电连接。

可选的,所述第一电阻选择子单元包括第二电阻和第一开关元器件,所述第一开关元器件的控制端用于接收所述第三码值,所述第一开关元器件的第二连接端与所述第二电阻的第一连接端连接,所述第二电阻的第二连接端与所述第一电阻连接。

可选的,所述第一开关元件包括第一反相器、第一PMOS管和第一NMOS管,所述第一反相器的输入端用于接收所述第三码值,所述第一反相器的输出端分别与所述第一PMOS管的栅极和所述第一NMOS管的栅极连接,所述第一PMOS管的源极与参考电压的正端连接,所述第一PMOS管的漏极与所述第一NMOS管的漏极连接,所述第一NMOS管的源极与参考电压的负端连接。

可选的,所述转换单元包括m个第二电阻选择子单元,每相邻两个所述第二电阻选择子单元之间设置有第三电阻,所述第三电阻与相邻所述第二电阻选择子单元电连接。

可选的,所述第二电阻选择子单元包括第四电阻和第二开关元器件,所述第二开关元器件的控制端用于接收所述第一码值,所述第二开关元器件的第二连接端与所述第四电阻的第一连接端连接,所述第四电阻的第二连接端与所述第三电阻连接。

可选的,所述第二开关元件包括第二反相器、第二PMOS管和第二NMOS管,所述第二反相器的输入端用于接收所述第一码值,所述第二反相器的输出端分别与所述第二PMOS管的栅极和所述第二NMOS管的栅极连接,所述第二PMOS管的源极与参考电压的正端连接,所述第二PMOS管的漏极与所述第二NMOS管的漏极连接,所述第二NMOS管的源极与参考电压的负端连接。

可选的,所述第一调节单元包括k个第三电阻选择子单元,所述第三电阻选择子单元包括第三开关元器件和第五电阻,所述第三开关元器件与所述第五电阻连接。

可选的,所述第三开关元件包括第三反相器、第三PMOS管和第三NMOS管,所述第三反相器的输入端用于接收所述第二码值,所述第三反相器的输出端与所述第三PMOS管的栅极连接,所述第三PMOS管的源极与所述第三NMOS管的漏极连接,所述第三PMOS管的漏极与所述第三NMOS管的源极连接。

第二方面,本申请实施例还提供一种数模转换方法,该方法应用于第一方面的数模转换电路,该方法包括:接收第一码值,并将所述第一码值转换为模拟信号;对所述模拟信号进行调节,得到目标信号。

可选的,所述对所述模拟信号进行调节,得到目标信号,包括:获取数模调节列表,并根据所述数模调节列表获取与所述模拟信号对应的所述目标信号,所述数模调节列表是通过获取多个全码值数字信号,并对所述多个全码值数字信号对应的模拟信号进行调节获取的。

本申请实施例提供的一种数模转换电路,该数模转换电路通过结合转换单元和第一调节单元可以更加简单有效的实现对电压范围的调整,具体的,该数模转换电路可以包括转换单元和第一调节单元,其中,转换单元可以包括第一码值接收端,所述第一码值接收端用于接收第一码值,所述转换单元用于将所述第一码值转换为模拟信号,而第一调节单元则可以包括第二码值接收端,所述第二码值接收端用于接收第二码值,所述第一调节单元的信号输入端与所述转换单元的信号输出端连接,所述第一调节单元用于根据所述第二码值获取第一模拟调节信号,并利用所述第一模拟调节信号对所述转换单元传输的所述模拟信号进行调节,得到目标信号。本申请在转换单元将其接收到的第一码值转换为模拟信号后,可以利用第一调节单元对该模拟信号进行调整,如此可以使最终获取的目标信号更加准确有效。

本发明其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明,且应当理解,至少部分有益效果从本发明说明书中的记载变的显而易见。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的一种数模转换电路的结构示意图;

图2为本申请另一实施例提供的一种数模转换电路的结构示意图;

图3为本申请另一实施例提供的一种数模转换电路中负载的结构示意图;

图4为本申请另一实施例提供的一种数模转换电路中转换单元的结构示意图;

图5为本申请另一实施例提供的一种数模转换电路中第二开关元件的结构示意图;

图6为本申请另一实施例提供的一种数模转换电路中第二调节单元的结构示意图;

图7为本申请另一实施例提供的一种数模转换电路中第一开关元件的结构示意图;

图8为本申请另一实施例提供的一种数模转换电路中第一调节单元的结构示意图;

图9为本申请另一实施例提供的一种数模转换电路中第三开关元件的结构示意图;

图10为本申请一实施例提供的一种数模转换方法的方法流程图;

图11为本申请一实施例提供的一种数模转换方法中数字信号和模拟信号之间的关系示意图;

图12为本申请一实施例提供的一种数模转换方法中数字信号和模拟信号之间的另一关系示意图;

图13为本申请一实施例提供的一种数模转换方法中数字信号和模拟信号之间的又一关系示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

现有的数模转换器可以分为电流比例型、电压比例型以及电荷比例型等,其中,电流比例型是将精准的电流源通过简单或二进制权重的方式进行求和,电流比例型具有速度快,驱动大等优点,但这些优点会带来元件取值范围大,匹配性差等缺点;电荷比例型是利用具有二进制权重值大小的电容并联阵列,并对参考电压进行分压的方法,电荷比例型具有速度快,精度高等优点,同样具有元件取值范围大的缺点;电压比例型采用串联电阻分压或并联电阻分压的方式,对电压进行求和,电压比例型具有结构简单,单调性等优点,但这些优点也会带来面积大,速度低等缺点。综上,电流比例型、电压比例型以及电荷比例型这三种数模转换技术都具有输出电压范围单一且不可调的特性,在进行数模转换时这些技术均具有一定的局限性。

针对上述问题,发明人提出了本申请实施例提供的数模转换电路,本申请实施例通过引入第一调节单元可以更加简单有效的对数模转换获取的电压范围进行调整。

请参阅图1,为本申请一实施例提供的一种数模转换电路的结构示意图,通过图1可以知道数模转换电路100可以包括转换单元110和第一调节单元120。

作为一种方式,转换单元110可以包括第一码值接收端111,所述第一码值接收端111用于接收第一码值,所述转换单元110用于将所述第一码值转换为模拟信号。如图1所示的Na位即可称为第一码值,而Vdac_a则是转换后的模拟信号,其也可以称为转换单元的输出电压。第一码值可以是数字信号系统产生的一组并行的编码信号,其可以是二进制码值。例如,第一码值可以是两位的二进制码值、四位的二进制码值、八位的二进制码值或者是十六位的二进制码值,具体是几位的这里不进行明确限制,可以根据实际情况进行选择的。另外,所述第一码值也可以是用户根据其需求输入的二进制码值。例如,用户想将数字信号011转换为模拟信号,此时其就可以将011输入至转换单元110,并通过转换单元110可以得到其所需转换的模拟信号。

本发明实施例中,转换单元110可以由多个开关与单位电阻构成,开关与电阻数量则是由第一码值决定,第一码值的变化范围是0到2Na-1,可以得到2Na个模拟输出电压,其中,Na可以是二进制的位数。例如,第一码值为1011,则其对应的Na为4。

另外,通过图1可以知道,转换单元110除了包括第一码值接收端111,其还可以包括信号输出端112,以及参考电压的正负端,参考电压的正端为图1中的VREF+,参考电压的负端则为VREF-。本发明实施例中,参考电压的正负端具有一定的驱动能力,即参考电压的正负端可以提供输出电流,转换单元110对应的模拟信号输出电压范围由参考电压VREF+与VREF-之间的范围大小决定,即为(VREF+)-(VREF-)。

在一些实施方式中,由数字系统产生的第一码值可以由ma个“0”和na个“1”组成,其中,ma+na=Na。当第一码值中有“0”时,转换单元110内部开关连接到负参考电压端VREF-;当第一码值中有“1”时,转换单元110内部开关连接到正参考电压端VREF+。通过开关作用,VREF+与VREF-之间存在一系列串联和并联电阻,并在信号输出端112得到与(VREF+)-(VREF-)成比例的模拟电压信号。

作为一种方式,当ma=Na,na=0时,转换单元110的输出为最小值,此时的第一码值的位数全为0。例如,ma=4而na=0,对应的第一码值则为0000时。另外,当ma=0,na=Na时,转换单元110的输出为最大值,此时的第一码值的位数全为1。例如,ma=0而na=4,对应的第一码值则为1111时。转换单元110的最低有效位(LSB)为Na位的最低位,最低位对应输出的最小改变量为最大模拟输出电压为满量程电压

本发明实施例中,第一调节单元120可以包括第二码值接收端121,所述第二码值接收端121用于接收第二码值,所述第一调节单元120的信号输入端122与所述转换单元110的信号输出端112连接,所述第一调节单元120用于根据所述第二码值获取第一模拟调节信号,并利用所述第一模拟调节信号对所述转换单元110传输的所述模拟信号进行调节,得到目标信号。

如图1所示的Nc位即可称为第二码值,第二码值也可以是是数字信号系统产生的一组并行的编码信号,其可以是二进制码值。例如,第二码值可以是两位的二进制码值、八位的二进制码值或者是十六位的二进制码值等,具体是几位的这里不进行明确限制,可以根据实际情况进行选择。另外,所述第二码值也可以是用户根据其需求输入的二进制码值。

本发明实施例中,第一调节单元120可以由多个开关与单位电阻构成,通过图1可以知道,第一调节单元120除了包括第二码值接收端121,其还可以包括信号输入端122,以及参考电压的正负端,参考电压的正端为图1中的VREF+,参考电压的负端则为VREF-

作为一种方式,第一调节单元120的第一个输入为Nc位的二进制码值,所述Nc位的二进制码值即为第二码值。第二码值(Nc位码值)最高位用于转换单元110输出范围选择,其余Nc-1位用于调节转换单元110的LSB电压大小。通过调节Nc-1位可以得到种最低有效位(LSB)电压值。

作为另一种方式,第一调节单元120的另外两个输入为参考电压正负端VREF+、VREF-。另外,第一调节单元120的信号输入端122可以用于输入转换单元110的输出电压。由转换单元110输出的模拟信号经过Nc位第一调节单元120处理后,可以输出具有灵活调整的模拟电压。第一调节单元120的输出电压用于驱动容性负载,或经由缓冲电路驱动阻性负载和对速度有特定要求的容性负载等。

本申请实施例提供的一种数模转换电路,通过结合转换单元和第一调节单元可以更加简单有效的实现对电压范围的调整,具体的,该数模转换电路可以包括转换单元和第一调节单元,其中,转换单元可以包括第一码值接收端,所述第一码值接收端用于接收第一码值,所述转换单元用于将所述第一码值转换为模拟信号,而第一调节单元则可以包括第二码值接收端,所述第二码值接收端用于接收第二码值,所述第一调节单元的信号输入端与所述转换单元的信号输出端连接,所述第一调节单元用于根据所述第二码值获取第一模拟调节信号,并利用所述第一模拟调节信号对所述转换单元传输的所述模拟信号进行调节,得到目标信号。本申请在转换单元将其接收到的第一码值转换为模拟信号后,可以利用第一调节单元对该模拟信号进行调整,如此可以使最终获取的目标信号更加准确有效。

请参阅图2,为本申请另一实施例提供的一种数模转换电路结构示意图,该数模转换电路200除了包括转换单元210和第一调节单元220,其还可以包括第二调节单元230。

在一些实施方式中,第二调节单元220还包括第三码值接收端231,所述第三码值接收端231用于接收第三码值,所述第二调节单元230的信号输入端232可以与所述第一调节单元220的信号输出端223连接,所述第二调节单元230用于根据所述第三码值获取第二模拟信号,并利用所述第二模拟信号对所述转换单元210传输的所述模拟信号进行调节。

作为一种方式,如图2所示的Nb位即可称为第三码值,而Vdac_b则是转换后的第二模拟信号,其也可以称为第二调节单元的输出电压信号。第三码值可以是数字信号系统产生的一组并行的编码信号,其可以是二进制码值。例如,第三码值可以是两位的二进制码、四位的二进制码值、八位的二进制码值或者是十六位的二进制码值,具体是几位的这里不进行明确限制,可以根据实际情况进行选择的。

作为一种方式,第二调节单元230可以由多个开关与单位电阻构成,开关与电阻数量则是由第三码值决定,第三码值的变化范围是0到2Nb-1,可以得到2Nb个模拟输出电压,其中,Nb可以是二进制的位数。另外,通过图2可以知道,第二调节单元除了包括第三码值接收端231,其还可以包括信号输出端232,以及参考电压的正负端,参考电压的正端为图2中的VREF+,参考电压的负端则为VREF-

在一些实施方式中,由数字系统产生的第一码值可以由mb个“0”和nb个“1”组成,其中,mb+nb=Nb。当第三码值中有“0”时,第二调节单元230内部开关连接到负参考电压端VREF-;当第三码值中有“1”时,第二调节单元230内部开关连接到正参考电压端VREF+。通过电阻串联和并联作用,本发明实施例可以通过第二调节单元230得到一个与(VREF+)-(VREF-)存在某个比例的第二模拟电压信号。

作为一种方式,当mb=Nb,nb=0时,此时第二调节单元230的输出为最小值,此时的第三码值的位数全为0。例如,mb=3而nb=0,对应的第三码值则为000时。另外,当mb=0,nb=Nb时,第二调节单元230的输出为最大值,此时的第三码值的位数全为1。例如,mb=0而nb=3,对应的第三码值则为111时。第二调节单元230的最低有效位(LSB)为Nb位的最低位,最低位对应输出的最小改变量为最大模拟输出电压为满量程电压

在本发明实施例中,第一调节单元220由可以由多个开关和单位电阻构成,所述第一调节单元220可以称为求和电路,所述第一调节单元220的第一个输入为Nc位的二进制码值,所述Nc位的二进制码值即为第二码值。第二码值(Nc位码值)最高位用于转换单元110输出范围选择,其余Nc-1位用于调节转换单元210的LSB电压大小。通过调节Nc-1位可以得到种最低有效位(LSB)电压值。

作为另一种方式,第一调节单元220的第二个输入和第三个输入为参考电压正负端VREF+、VREF-,且所述第一调节单元220的第四输入和第五输入分别为转换单元210的输出电压与第二调节单元230的输出电压。由转换单元210输出与由第二调节单元230输出,经过第一调节单元220处理后,输出具有灵活调整的模拟电压。第一调节单元220的输出电压用于驱动容性负载,或经由缓冲电路驱动阻性负载和对速度有特定要求的容性负载等。

在另一些实施方式中,所述数模转换电路200可以包括负载240,所述负载240与所述第一调节单元220连接,用于接收所述第一调节单元220传输的目标信号(Vdac)。换句话说,第一调节单元220获取的目标信号主要是用于为所述负载240供电。请参阅图3,负载240可以包括电阻RL和电容CL,电阻RL的第一连接端通过节点D0连接到第一调节单元220。电阻RL的第二连接端与节点D1相连,同时节点D1与电容CL的第一连接端相连,电容CL的第二连接端接地(GND)。负载240可以由下级电路决定,当需驱动大的电容或电阻负载时本发明实施例可以在负载240之间插入缓冲器电路。

需要说明的是,数模转化电路200中转换单元210可以作为主电路输出,而第二调节单元230则可以作为从电路输出,第一调节单元220作为控制调节。当转换单元210输出具有特定范围的模拟电压时,本发明实施例可以控制第二调节单元230调节转换单元210输出的共模电压,该共模电压可以实现2Nb-1种调节。通过第一调节单元220可以同时调节转换单元210和第二调节单元230的最低改变量LSB。作为另一种方式,本发明实施例也可以通过调节将转换单元210作为从电路输出,将第二调节单元230作为主电路输出,而第一调节单元220的控制作用则不变。

综上所述,转换单元210用于将第一码值(Na位二进制码值)转换为与正负参考电压成特定比例的模拟电压。第二调节单元230用于将第三码值(Nb位二进制码值)转换为与正负参考电压成特定比例的第二模拟电压。第一调节单元220将转换单元210的模拟输出与第二调节单元230的模拟输出进行相加处理,并得到最终的模拟输出电压,即得到目标信号。负载240为整体模拟电压的输出驱动级,通常为容性负载。

通过上述介绍可以知道,转换单元210可以包含开关与单位电阻器件,其输入包含数字系统产生的第一码值(Na位码值信号)与参考电压正负端VREF+和VREF-。通过第一码值(Na位码值信号)中的“0”或“1”控制对应的开关导通,并连接到VREF+或VREF-。经过内部电阻的分压处理,最后得到一个与码值一一对应的模拟信号Vdac_a

请参阅图4,转换单元可以包括m个第二电阻选择子单元213,每相邻两个所述第二电阻选择子单元213之间设置有第三电阻214,所述第三电阻214与相邻所述第二电阻选择子单元电213连接。另外,所述第二电阻选择子单元包括第四电阻2131和第二开关元器件2132,所述第二开关元器件2132的控制端用于接收所述第一码值,所述第二开关元器件2132的第二连接端与所述第四电阻2131的第一连接端连接,所述第四电阻2131的第二连接端与所述第三电阻连接214。

另外,从图4可以看出转换单元210可以包含K0、K1、…、KNa-2、KNa-1的二选一开关,以及电阻RA_0、RA_1、…、RA_Na-1、RA_Na以及电阻RB_0、RB_1、…、RB_Na-3、RB_Na-2。其中RA_i=2R(i=0、1、…、Na-1、Na),RB_i=R(i=0、1、…、Na-3、Na-2),R为单位电阻值。由Na位二进制码aNa- 1aNa-2…a2a1a0分别控制对应的开关选择。当aNa-1aNa-2…a2a1a0中位为“0”时,对应的K0、K1、…、KNa-2、KNa-1连接到VREF-。当aNa-1aNa-2…a2a1a0中位为“1”时,对应的K0、K1、…、KNa-2、KNa-1连接到VREF+。K0开关为Na码值中的a0控制的三端接口器件,第一端接VREF-,第二端接VREF+,第三端输入接电阻RA_1的第一端。电阻RA_1的第二端连接到节点A0,并且A0节点与电阻RA_0的第一端、电阻RB_0的第一端相连接。电阻RA_0的第二端连接到VREF-。电阻RB_0的第二端连接到节点A1。同时节点A1与电阻RA_2的第一端和RB_1的第一端相连。电阻RA_2的第二端与开关K1的第三端相连。开关K1由Na位码值的a1位控制。开关K1的第一端接VREF-,第二端接VREF+。电阻RB_1的第二端连接到节点A2。同时节点A2与电阻RA_3的第一端和RB_2的第一端相连。电阻RA_3的第二端与开关K2的第三端相连。开关K2由Na位码值的a2位控制。开关K2的第一端接VREF-,第二端接VREF+。电阻RB_2的第二端连接到节点A3。后面的连接按照前面的连接规律。电阻RB_Na-3的第二端连接到节点ANa-2。同时节点ANa-2与电阻RA_Na-1的第一端和RB_Na-2的第一端相连。电阻RA_Na-1的第二端与开关KNa-2的第三端相连。开关KNa-2由Na位码值的aNa-2位控制。开关KNa-2的第一端接VREF-,第二端接VREF+。电阻RB_Na-2的第二端与节点ANa-1相连接。同时节点ANa-1连接电阻RA_Na与下一级求和电路的第一端。其中,Na位二进制码为第一码值,而Na-1则为m。

请参阅图5,所述第二开关元件2132可以包括第二反相器201、第二PMOS管202和第二NMOS管203,所述第二反相器201的输入端用于接收所述第一码值,所述第二反相器201的输出端分别与所述第二PMOS管202的栅极和所述第二NMOS管203的栅极连接,所述第二PMOS管202的源极与参考电压的正端连接,所述第二PMOS管202的漏极与所述第二NMOS管203的漏极连接,所述第二NMOS管203的源极可与参考电压的负端连接。

在一个具体实施方式中,第二开关元件2132为四端口开关,202的漏极连接到203的漏极并与图4中节点Ai(i=0、1、…、Na-i)相连。203的源极与VREF-相连接。反相器201的输入与Na位码值中的aNa相连接。

在另一些实施方式中,第二调节单元230也可以包含开关与单位电阻器件,其输入包含数字系统的第三码值(Nb位码值控制信号)与正负参考电压VREF+和VREF-。通过Nb位码值中的“0”或“1”控制对应的开关导通,并连接到相应的VREF+或VREF-。经过内部电阻的分压处理,最后得到一个与码值一一对应的模拟电压Vdac_b

请参阅图6,第二调节单元230可以包括n个第一电阻选择子单元234,每相邻两个所述第一电阻选择子单元234之间设置有第一电阻235,所述第一电阻235和相邻所述第一电阻选择子单元234电连接。另外,第一电阻选择子单元234包括第二电阻2341和第一开关元器件2342,所述第一开关元器件2342的控制端用于接收所述第三码值,所述第一开关元器件2342的第二连接端与所述第二电阻2341的第一连接端连接,所述第二电阻2341的第二连接端与所述第一电阻235连接。

另外,通过图6可以知道第二调节单元230可以包含K0、K1、…、KNb-2、KNb-1的二选一开关,以及电阻RA_0、RA_1、…、RA_Nb-1、RA_Nb以及电阻RB_0、RB_1、…、RB_Nb-3、RB_Nb-2。其中RA_i=2R(i=0、1、…、Nb-1、Nb),RB_i=R(i=0、1、…、Nb-3、Nb-2),R为单位电阻值。由Nb位二进制码aNb-1aNb-2…a2a1a0分别控制对应的开关选择。当aNb-1aNb-2…a2a1a0中位为“0”时,对应的K0、K1、…、KNb-2、KNb-1连接到VREF-。当aNb-1aNb-2…a2a1a0中位为“1”时,对应的K0、K1、…、KNb-2、KNb-1连接到VREF+。K0开关为Nb码值中的a0控制的三端接口器件,第一端接VREF-,第二端接VREF+,第三端输入接电阻RA_1的第一端。电阻RA_1的第二端连接到节点A0,并且A0节点与电阻RA_0的第一端、电阻RB_0的第一端相连接。电阻RA_0的第二端连接到VREF-。电阻RB_0的第二端连接到节点A1。同时节点A1与电阻RA_2的第一端和RB_1的第一端相连。电阻RA_2的第二端与开关K1的第三端相连。开关K1由Nb位码值的a1位控制。开关K1的第一端接VREF-,第二端接VREF+。电阻RB_1的第二端连接到节点A2。同时节点A2与电阻RA_3的第一端和RB_2的第一端相连。电阻RA_3的第二端与开关K2的第三端相连。开关K2由Nb位码值的a2位控制。开关K2的第一端接VREF-,第二端接VREF+。电阻RB_2的第二端连接到节点A3。后面的连接按照前面的连接规律。电阻RB_Nb-3的第二端连接到节点ANb-2。同时节点ANb-2与电阻RA_Nb-1的第一端和RB_Nb-2的第一端相连。电阻RA_Nb-1的第二端与开关KNb-2的第三端相连。开关KNb-2由Na位码值的aNb-2位控制。开关KNb-2的第一端接VREF-,第二端接VREF+。电阻RB_Nb-2的第二端与节点ANb-1相连接。同时节点ANb-1连接电阻RA_Nb与下一级求和电路的第二端。其中,Nb位二进制码为第三码值,而Nb-1则为n。

请参阅图7,第一开关元件2342可以包括第一反相器204、第一PMOS管205和第一NMOS管206,所述第一反相器204的输入端用于接收所述第三码值,所述第一反相器204的输出端分别与所述第一PMOS管205的栅极和所述第一NMOS管206的栅极连接,所述第一PMOS管205的源极与参考电压的正端连接,所述第一PMOS管205的漏极与所述第一NMOS管206的漏极连接,所述第一NMOS管206的源极可以与参考电压的负端连接。

在一个具体实施方式中,第一开关元件2342可以为四端口开关,206的漏极连接到205的漏极并与图6中节点Ai(i=0、1、…、Nb-i)相连。205的源极与VREF-相连接。反相器204的输入与Nb位码值中的aNb相连接。

在另一些实施方式中,第一调节单元220可以由开关与电阻组成,其输入包含数字系统的第二码值(Nc位码值控制信号)与正负参考电压VREF+和VREF-,以及Na位与Nb位模拟输出电压。通过Nc位码值中的“0”或“1”控制对应的开关导通,并连接到相应的VREF+或VREF-。经过第一调节单元220对两路模拟电压进行求和处理后,输出最终的目标信号Vdac,该目标信号可以称为模拟电压。

请参阅图8,第一调节单元220可以包括k个第三电阻选择子单元224,所述第三电阻选择子单元224可以包括第三开关元器件2241和第五电阻2242,所述第三开关元器件2241与所述第五电阻2242连接。从图8可以看出第一调节单元220可以包括K0、K1、…、KNc-2的单端开关和KNc-1的二选一开关,以及电阻RC_0、RC_1、…、RC_Nc-3、RC_Nc-2和电阻RC_a、RC_b。其中RC_a=RC_b=R,(i=0、1、Nc-3、Nc-2),R为单位电阻值。由Nc二进制码CNc-1CNc-2…C2C1C0分别控制对应的开关。当CNc-2…C2C1C0中位为“0”时,对应的开关K0、K1、…、KNc-2断开。当CNc-2…C2C1C0中位为“1”时,对应的开关K0、K1、…、KNc-2导通,与之并联的电阻被短路。当CNc-1位为“0”时,开关KNc-1连接VREF-。当CNc-1位为“1”时,开关KNc-1连接VREF+。节点Ca与电阻RC_a的第一端相连,电阻RC_a的另一端与节点A0相连。同时,节点A0与开关K0的第一端、电阻RC_0的第一端、电阻RC_b的第一端相连接。K0由Nc位码值的C0位控制。电阻RC_b的第二端与节点Cb相连接。电阻RC_0的第二端与节点A1相连。同时节点A1与开关K0的第二端、开关K1的第一端、电阻RC_1的第一端相连接。K1由Nc位码值的C1位控制。电阻RC_1的第二端与节点A2相连。后面的连接按照前面的连接规律。节点ANc-3与开关KNc-4的第二端、开关KNc-3的第一端、电阻RC_Nc-3的第一端相连接。KNc-3由Nc位码值的CNc-3位控制。电阻RC_Nc-3的第二端与节点ANc-2相连接。同时节点ANc-2与开关KNc-3的第二端、开关KNc-2的第一端、电阻RC_Nc-2的第一端相连接。KNc-2由Nc位码值的CNc-2位控制。电阻RC_Nc-2的第二端与节点ANc-1相连接。同时节点ANc-1与开关KNc-3的第二端、开关KNc-1的第一端。开关KNc-1的第二端、第三端分别与VREF-、VREF+相连接。其中,Nc位二进制码为第二码值,而Nc-1则为k。

请参阅图9,第三开关元件2241可以包括第三反相器207、第三PMOS管208和第三NMOS管209,所述第三反相器207的输入端用于接收所述第二码值,所述第三反相器207的输出端与所述第三PMOS管208的栅极连接,所述第三PMOS管208的源极与所述第三NMOS管209的漏极连接,所述第三PMOS管208的漏极与所述第三NMOS管209的源极连接。

通过图9可以看出,反相器207的输入连接Nc码值中的ci(i=0、1、…、Nc-2)。同时连接到NMOS管209的栅极。反相器207的输出连接到PMOS管208的栅极。PMOS管208的源极与NMOS管209的漏极相连并连接到图8中节点Ai(i=0、1、…、Nc-1)。PMOS管208的漏极与NMOS管209的源极连接并连接到图8中节点Ai-1(i=0、1、…、Nc-1)。

本发明实施例可以通过改变第三码值来使得第二调节单元230的输出Vdac_b增加或减小,该变化经过第一调节单元220处理,使得Vdac_a在Vdac_b的基础上进行同样的增加和减小。通过改变第二码值,本发明实施例可以同时改变Vdac_a与Vdac_b的最小变化量。如此便可以最终得到最终的输出,即得到:Vdac_a+Vdac_b=Vdac

本申请实施例提供的一种数模转换电路,通过结合转换单元和第一调节单元可以更加简单有效的实现对电压范围的调整,具体的,该数模转换电路可以包括转换单元和第一调节单元,其中,转换单元可以包括第一码值接收端,所述第一码值接收端用于接收第一码值,所述转换单元用于将所述第一码值转换为模拟信号,而第一调节单元则可以包括第二码值接收端,所述第二码值接收端用于接收第二码值,所述第一调节单元的信号输入端与所述转换单元的信号输出端连接,所述第一调节单元用于根据所述第二码值获取第一模拟调节信号,并利用所述第一模拟调节信号对所述转换单元传输的所述模拟信号进行调节,得到目标信号。本申请在转换单元将其接收到的第一码值转换为模拟信号后,可以利用第一调节单元对该模拟信号进行调整,如此可以使最终获取的目标信号更加准确有效。另外,本发明实施例既可以将转换单元作为主电路,第二调节单元作为从电路,又可以将第二调节单元作为主电路,而将第一调节单元作为从电路,其可以使数模转换电路的配置更加灵活,并且因为电压范围可调整,所以本发明可以适用于实时电压校准系统。

请参阅图10,为本申请实施例提供的一种数模转换方法的方法流程图,该数模转换方法可以包括步骤S210至步骤S220。

步骤S210:接收第一码值,并将所述第一码值转换为模拟信号。

在本发明实施例中,当没有第一调节单元和第二调节单元时,转换单元的输出可以表示成以下公式:

为了更好的理解数字码值与模拟码值的对应关系,本发明实施例给出了如图11所示的示图,由于数字码的关系,输出模拟电压不会达到VREF+。对于第一码值(Na位的码值),输出模拟电压个数为2Na-1。图11中的符号“A”可以表示为符号“B”可以表示为符号“C”可以表示为符号“D”则表示的是同时图11中的“Y”表示的是

另外,当加入第二调节单元和第一调节单元时,目标信号(总的Vdac的输出)可以用下式表示:

上述公式中,第一项为第二码值的最高位控制的高低两个范围,第二和第三项为转换单元的模拟输出电压,其中,第一项为,第二项为第三项为另外,第四项和第五项为第二调节单元的输出电压,其中,第四项为第五项为对应的转换单元的改变量和第二调节单元的最低改变量为此外,RCtotal为Nc位求和电路的总电阻,用式子表示

在一些实施方式中,当Nc位的最高位CNc-1控制为“0”时,数字码与模拟电压的对应关系如图12所示。通过控制第二调节单元来调节转换单元的输出共摸电压值,其共模电压的调节大小与范围可以通过第三码值来控制。转换单元的最低改变量与第二调节单元的最低改变量可以由第三调节单元的电阻值大小决定。图12中的符号“A”表示的值可以是符号“B”表示的值可以是符号“C”表示的值可以是符号“D”表示的值可以是符号“E”表示的值可以是另外,图12中的符号“Y1”表示的值可以是符号“Y2”表示的值则可以是

在另一些实施方式中,当第二码值(Nc位码值)的最高位CNc-1控制为“1”时,第一码值(Na位数字码)与模拟电压的对应关系如图13所示。此时,对应的初始电压由第二码值(Nc位码值)控制的电阻决定。同样可以通过控制第三码值(Nb位码值)来调节转换单元的输出共模电压大小。图13中的符号“A”表示的值可以是符号“B”表示的值可以是

符号“C”表示的值可以是:

符号“D”表示的值可以是:

符号“E”表示的值可以是:

另外,图13中的符号“Y1”表示的值可以是符号“Y2”表示的值可以是符号“Y3”表示的值可以是

步骤S220:对所述模拟信号进行调节,得到目标信号。

在一些实施方式中,对模拟信号进行调整,得到目标信号可以包括:获取数模调节列表,并根据所述数模调节列表获取与所述模拟信号对应的所述目标信号,所述数模调节列表是通过获取多个全码值数字信号,并对所述多个全码值数字信号对应的模拟信号进行调节获取的。

通过上述介绍可以知道,本发明实施例在获取数字信号对应的目标信号时,首先可以构建一个数模调节列表,而后根据该数模调节列表查找与模拟信号对应目标信号。其中,数模调节列表可以是通过获取多个全码值数字信号,并对多个全码值数字信号对应的模拟信号进行调节获取的。例如,第一码值有Na=000,VOUT=0V,Na=001,VOUT=0.1V,Na=010,VOUT=0.2V,Na=011,VOUT=0.3V;通过调整第三码值Nb,Na=000,VOUT=0.2v,Na=001,VOUT=0.3v,Na=010,VOUT=0.4v,Na=011,VOUT=0.5v;在此基础上,调整第二码值Nc,Na=000,VOUT=0.2v,Na=001,VOUT=0.25v,Na=010,VOUT=0.3v,Na=011,VOUT=0.35v。这些数据便可以构成数模调节列表。

综上所述,本申请实施例提供的一种数模转换电路和方法,该数模转换电路通过结合转换单元和第一调节单元可以更加简单有效的实现对电压范围的调整,具体的,该数模转换电路可以包括转换单元和第一调节单元,其中,转换单元可以包括第一码值接收端,所述第一码值接收端用于接收第一码值,所述转换单元用于将所述第一码值转换为模拟信号,而第一调节单元则可以包括第二码值接收端,所述第二码值接收端用于接收第二码值,所述第一调节单元的信号输入端与所述转换单元的信号输出端连接,所述第一调节单元用于根据所述第二码值获取第一模拟调节信号,并利用所述第一模拟调节信号对所述转换单元传输的所述模拟信号进行调节,得到目标信号。本申请在转换单元将其接收到的第一码值转换为模拟信号后,可以利用第一调节单元对该模拟信号进行调整,如此可以使最终获取的目标信号更加准确有效。

可见,本领域的技术人员应该明白,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、系统中的功能模块/单元可以被实施为软件(可以用计算系统可执行的计算机程序代码来实现)、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中,在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分;例如,一个物理组件可以具有多个功能,或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器,如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。

此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、计算机程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据,并且可包括任何信息递送介质。所以,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明实施例所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

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