專利名稱：數(shù)模轉(zhuǎn)換器的差分非線性誤差實(shí)時校正的自動校準(zhǔn)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)模轉(zhuǎn)換器技術(shù)，特別是一種對數(shù)模轉(zhuǎn)換器的差分非線性誤差實(shí)時 校正的自動校準(zhǔn)電路。
背景技術(shù)：
數(shù)模轉(zhuǎn)換器的縮寫是DAC，差分非線性的縮寫是DNL。一般數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC的 差分非線性DNL是在DAC的應(yīng)用中的主要誤差源之一。由于DAC固有的DNL誤差， 以及由于應(yīng)用條件變化(例如溫度變化)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器表現(xiàn)的DNL誤差也不相同，所以需 要設(shè)計一種可對DAC的DNL誤差實(shí)時校正的自動校準(zhǔn)電路，以提高數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC的 準(zhǔn)確度和分辨率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，提供一種對數(shù)模轉(zhuǎn)換器的差分非線性 誤差實(shí)時校正的自動校準(zhǔn)電路，以提高數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC的準(zhǔn)確度和分辨率。本發(fā)明的技術(shù)方案如下對數(shù)模轉(zhuǎn)換器的差分非線性誤差實(shí)時校正的自動校準(zhǔn)電路，其特征在于，包括 一個求和放大器，所述求和放大器的輸出端通過第一電阻分別連接第一開關(guān)的一端和所 述求和放大器的負(fù)向輸入端，所述求和放大器的負(fù)向輸入端連接第二開關(guān)的一端；所述 第一開關(guān)的另一端連接應(yīng)用數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述第二開關(guān)的另一端連接校準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器； 所述應(yīng)用數(shù)模轉(zhuǎn)換器通過數(shù)據(jù)總線A分別連接隨機(jī)存儲器和控制器，所述校準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換 器通過RAM數(shù)據(jù)總線連接所述隨機(jī)存儲器；所述第一開關(guān)和第二開關(guān)均連接所述控制 器；所述求和放大器的輸出端通過第二電阻分別連接標(biāo)準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器和比較器的正向輸 入端，所述標(biāo)準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器通過數(shù)據(jù)總線B分別連接所述隨機(jī)存儲器和所述控制器，所 述比較器的輸出端連接所述控制器；所述比較器的負(fù)向輸入端接地，所述求和放大器的 正向輸入端接地。所述控制器用于對所述比較器的狀態(tài)進(jìn)行判斷、對數(shù)據(jù)總線A和數(shù)據(jù)總線B進(jìn) 行操作、以及控制所述第一開關(guān)和第二開關(guān)。所述求和放大器對應(yīng)用數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出和校準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出進(jìn)行模擬運(yùn) 算后完成數(shù)據(jù)或代碼的校準(zhǔn)并輸出電壓。所述自動校準(zhǔn)電路數(shù)據(jù)代碼同步尋址校準(zhǔn)代碼，實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換特性的 DNL全程校準(zhǔn)或分段校準(zhǔn)。所述校準(zhǔn)流程中標(biāo)準(zhǔn)ILSB的產(chǎn)生過程以及相鄰代碼與相應(yīng)的記憶模擬值相互比 較運(yùn)算的過程。本發(fā)明的技術(shù)效果如下(1)數(shù)據(jù)代碼同步尋址校準(zhǔn)代碼，實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換特性的DNL全程校準(zhǔn)或 分段校準(zhǔn)，靈活的校準(zhǔn)配置。
(2)實(shí)時產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)ILSB代碼，減小環(huán)境溫度的影響。(3)實(shí)現(xiàn)全自動校準(zhǔn)。(4)校準(zhǔn)流程簡單，自動校準(zhǔn)效率高。(5)利用該電路，靜態(tài)特性有明顯改善
DNLINL校準(zhǔn)前士 1.75LSB士 2LSB校準(zhǔn)后士 0.5LSB士 0.75LSB


圖1是本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖(圖1)對本發(fā)明進(jìn)行說明。如圖1所示，對數(shù)模轉(zhuǎn)換器的差分非線性誤差實(shí)時校正的自動校準(zhǔn)電路，其特 征在于，包括一個求和放大器Al，所述求和放大器Al的輸出端通過第一電阻分別連接 第一開關(guān)SWl的一端和所述求和放大器Al的負(fù)向輸入端“_”，所述求和放大器Al的 負(fù)向輸入端“_”連接第二開關(guān)SW2的一端；所述第一開關(guān)SWl的另一端連接應(yīng)用數(shù)模 轉(zhuǎn)換器即應(yīng)用DAC，所述第二開關(guān)SW2的另一端連接校準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器即校準(zhǔn)DAC;所 述應(yīng)用數(shù)模轉(zhuǎn)換器通過數(shù)據(jù)總線A分別連接隨機(jī)存儲器RAM和控制器，所述校準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn) 換器通過RAM數(shù)據(jù)總線連接所述隨機(jī)存儲器RAM ；所述第一開關(guān)SWl和第二開關(guān)SW2 均連接所述控制器；所述求和放大器Al的輸出端通過第二電阻分別連接標(biāo)準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器 即標(biāo)準(zhǔn)DAC和比較器Comparator的正向輸入端“ + ”，所述標(biāo)準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器通過數(shù)據(jù)總 線B分別連接所述隨機(jī)存儲器RAM和所述控制器，所述比較器Comparator的輸出端連接 所述控制器；所述比較器的負(fù)向輸入端“_”接地，所述求和放大器的正向輸入端“ + ” 接地。所述控制器用于對所述比較器的狀態(tài)進(jìn)行判斷、對數(shù)據(jù)總線A和數(shù)據(jù)總線B進(jìn)行 操作、以及控制所述第一開關(guān)SWl和第二開關(guān)SW2。所述求和放大器Al對應(yīng)用數(shù)模轉(zhuǎn) 換器的輸出和校準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出進(jìn)行模擬運(yùn)算后完成數(shù)據(jù)或代碼的校準(zhǔn)并輸出電壓 Vout。所述自動校準(zhǔn)電路數(shù)據(jù)代碼同步尋址校準(zhǔn)代碼，實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換特性的DNL 全程校準(zhǔn)或分段校準(zhǔn)。關(guān)于校準(zhǔn)原理應(yīng)用實(shí)時校準(zhǔn)原理應(yīng)用中SW1、SW2同時閉合，數(shù)據(jù)總線A中的數(shù)據(jù)加載到 應(yīng)用DAC，同時該數(shù)據(jù)作為地址代碼對RAM尋址，相應(yīng)RAM數(shù)據(jù)總線中的數(shù)據(jù)輸入到 校準(zhǔn)DAC中并通過求和放大器Al進(jìn)行代數(shù)和運(yùn)算后完成該代碼的校準(zhǔn)。輸出端Vout輸 出相應(yīng)校準(zhǔn)電壓。自動校準(zhǔn)原理首先斷開SW1，閉合SW2，通過數(shù)據(jù)總線B控制標(biāo)準(zhǔn)DAC輸 出一個標(biāo)準(zhǔn)ILSB輸出，調(diào)整數(shù)據(jù)總線A中的數(shù)據(jù)，使比較器輸出零。第二，校準(zhǔn)DAC的標(biāo)準(zhǔn)ILSB代碼配置完成存儲，閉合SW1，并配置數(shù)據(jù)總線A為校準(zhǔn)代碼Cm，調(diào)整數(shù) 據(jù)總線B的總線數(shù)據(jù)，通過標(biāo)準(zhǔn)DAC使比較器再次為零。第三，將校準(zhǔn)代碼加1，通過 數(shù)據(jù)總線A輸出，通過數(shù)據(jù)總線B調(diào)整校準(zhǔn)DAC輸出，使比較器輸出零。此時將數(shù)據(jù) 總線B的代碼存儲于RAM中。重復(fù)該過程完成所有代碼校準(zhǔn)。比較器第二次調(diào)零時Vstd = VM+VSTD—LSB比較器第三次調(diào)零時Vstd= VM+VSTD—LSB = Vm+1+Vcal也就是VM+1_VM= Vstd lsb-VcalVstd lsb 校準(zhǔn) DAC 的標(biāo)準(zhǔn) LSB ；Vm 應(yīng)用DAC加載代碼M時的電壓；VM+1 應(yīng)用DAC加載代碼M+1時的電壓；Vcal 校準(zhǔn)DAC加載校準(zhǔn)代碼時的電壓；Vstd 標(biāo)準(zhǔn)DAC輸出電壓。關(guān)于應(yīng)用效果利用該電路，靜態(tài)特性有明顯改善
權(quán)利要求
1.對數(shù)模轉(zhuǎn)換器的差分非線性誤差實(shí)時校正的自動校準(zhǔn)電路，其特征在于，包括一 個求和放大器，所述求和放大器的輸出端通過第一電阻分別連接第一開關(guān)的一端和所述 求和放大器的負(fù)向輸入端，所述求和放大器的負(fù)向輸入端連接第二開關(guān)的一端；所述第 一開關(guān)的另一端連接應(yīng)用數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述第二開關(guān)的另一端連接校準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器；所 述應(yīng)用數(shù)模轉(zhuǎn)換器通過數(shù)據(jù)總線A分別連接隨機(jī)存儲器和控制器，所述校準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器 通過RAM數(shù)據(jù)總線連接所述隨機(jī)存儲器；所述第一開關(guān)和第二開關(guān)均連接所述控制器； 所述求和放大器的輸出端通過第二電阻分別連接標(biāo)準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器和比較器的正向輸入 端，所述標(biāo)準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器通過數(shù)據(jù)總線B分別連接所述隨機(jī)存儲器和所述控制器，所述 比較器的輸出端連接所述控制器；所述比較器的負(fù)向輸入端接地，所述求和放大器的正 向輸入端接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對數(shù)模轉(zhuǎn)換器的差分非線性誤差實(shí)時校正的自動校準(zhǔn)電路， 其特征在于，所述控制器用于對所述比較器的狀態(tài)進(jìn)行判斷、對數(shù)據(jù)總線A和數(shù)據(jù)總線 B進(jìn)行操作、以及控制所述第一開關(guān)和第二開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對數(shù)模轉(zhuǎn)換器的差分非線性誤差實(shí)時校正的自動校準(zhǔn)電路， 其特征在于，所述求和放大器對應(yīng)用數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出和校準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出進(jìn)行模 擬運(yùn)算后完成數(shù)據(jù)或代碼的校準(zhǔn)并輸出電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對數(shù)模轉(zhuǎn)換器的差分非線性誤差實(shí)時校正的自動校準(zhǔn)電路， 其特征在于，所述自動校準(zhǔn)電路數(shù)據(jù)代碼同步尋址校準(zhǔn)代碼，實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換特性 的DNL全程校準(zhǔn)或分段校準(zhǔn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對數(shù)模轉(zhuǎn)換器的差分非線性誤差實(shí)時校正的自動校準(zhǔn)電路， 其特征在于，所述校準(zhǔn)流程中標(biāo)準(zhǔn)ILSB的產(chǎn)生過程以及相鄰代碼與相應(yīng)的記憶模擬值相 互比較運(yùn)算的過程。
全文摘要
對數(shù)模轉(zhuǎn)換器的差分非線性誤差實(shí)時校正的自動校準(zhǔn)電路，以提高數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC的分辨率，包括一個求和放大器，所述求和放大器的輸出端通過第一電阻分別連接第一開關(guān)的一端和所述求和放大器的負(fù)向輸入端，所述求和放大器的負(fù)向輸入端連接第二開關(guān)的一端；所述第一開關(guān)的另一端連接應(yīng)用數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述第二開關(guān)的另一端連接校準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器；所述應(yīng)用數(shù)模轉(zhuǎn)換器通過數(shù)據(jù)總線A分別連接隨機(jī)存儲器和控制器，所述校準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器通過RAM數(shù)據(jù)總線連接所述隨機(jī)存儲器；所述第一開關(guān)和第二開關(guān)均連接所述控制器；所述求和放大器的輸出端通過第二電阻分別連接標(biāo)準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器和比較器的正向輸入端，所述標(biāo)準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器通過數(shù)據(jù)總線B分別連接所述隨機(jī)存儲器。
文檔編號H03M1/10GK102025374SQ20101060603
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者蔣方亮 申請人:北京東方計量測試研究所