專利名稱：用于電流舵dac的dem編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及DEM編碼領(lǐng)域，特別涉及一種用于電流舵DAC的DEM編碼方法。
背景技術(shù)：
由于生產(chǎn)工藝的偏差和工作溫度、電壓的不一致，芯片元件(比如晶體管尺寸、閾值電壓和電阻阻值等)會(huì)出現(xiàn)失配，這會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的性能，尤其是線性度。DEM(Dynamic Element Matching，動(dòng)態(tài)元素匹配)編碼方法能夠?qū)⒃湟鸬氖д孓D(zhuǎn)化為噪聲，從而有效提高系統(tǒng)的線性度，因而廣泛應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)的ADC和DAC中。圖1是傳統(tǒng)的包含DEM 模塊的DAC的工作原理圖。如圖1所示，DAC的數(shù)字輸入經(jīng)過(guò)DEM模塊編碼后，輸出M個(gè)數(shù)字位(圖1中C1到Cm)，所述M個(gè)數(shù)字位分別經(jīng)過(guò)一個(gè)1位子DAC轉(zhuǎn)換為M個(gè)子模擬輸出 (圖1中Y1到y(tǒng)M)，所述M個(gè)子模擬輸出合成最終的模擬輸出(圖1中y)。然而，傳統(tǒng)DEM編碼方法(比如Data Weighted Averaging, DffA)會(huì)急劇增大每采樣周期跳變的開(kāi)關(guān)數(shù)，而過(guò)多的開(kāi)關(guān)跳變會(huì)導(dǎo)致較大的動(dòng)態(tài)誤差(開(kāi)關(guān)跳變不同步、時(shí)鐘饋通等)，這也會(huì)影響系統(tǒng)的性能。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何提供一種用于電流舵DAC的DEM編碼方法，以便在將失配引起的失真轉(zhuǎn)換為噪聲的同時(shí)，減小每個(gè)采樣周期的開(kāi)關(guān)跳變數(shù)。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于電流舵DAC的DEM編碼方法，其包括以下步驟SlOO 判斷所述電流舵DAC的當(dāng)前周期的數(shù)字輸入Input (η)與所述電流舵DAC的前一周期的數(shù)字輸入hput(n-l)的大小關(guān)系；如果^iput(Ii)等于^iput(Ii-I)，執(zhí)行S200 ； 如果 Input (η)大于 Input (n_l)，執(zhí)行 S300 ；如果 Input (η)小于 Input (n_l)，執(zhí)行 S400 ；S200 保持DEM模塊的輸出不變，保持指針I(yè)3Start和指針Pend的值不變；S300 對(duì)所述DEM模塊的輸出進(jìn)行第一置位操作，并且相應(yīng)地修改所述指針 Pstart和指針Pend的值；S400 對(duì)所述DEM模塊的輸出進(jìn)行第二置位操作，并且相應(yīng)地修改所述指針 Pstart和指針Pend的值。優(yōu)選地，在所述步驟SlOO之前還包括步驟S000 設(shè)定所述指針I(yè)3Start的初始值為1 ；設(shè)定所述指針Pend的初始值為所述電流舵DAC的第一個(gè)周期的數(shù)字輸入Input (1)。優(yōu)選地，所述步驟S300具體包括步驟S301 判斷Pstart+hput(n)-l與所述DEM模塊的輸出位數(shù)M的大小關(guān)系；如果 Pstart+Input(n)-1 不大于 M，執(zhí)行 S302 ；否則，執(zhí)行 S303 ；S302 將所述DEM模塊的輸出中，從所述指針Pstart的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位到Pstart+Input(n)-1的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位均置位為1，其他數(shù)位置位為0，然后修改所述指針 Pend 的值為 Pstart+Input(n)-1 ；S303 將所述DEM模塊的輸出中，從所述指針I(yè)^start的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位到M對(duì)應(yīng)的數(shù)位均置位為1，從第1位到Pstart+hputOO-l-M的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位均置位為1，其他數(shù)位置位為0，然后修改所述指針Pend的值為Pstart+hput(n)-l-M。優(yōu)選地，所述步驟S400具體包括步驟S401 判斷Pend-Input (η)+1是否小于1，如果不小于，執(zhí)行S402，否則，執(zhí)行 S403 ；S402 將所述DEM模塊的輸出中，從Pend-Input (η)+1的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位到所述指針Pend的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位均置位為1，其他數(shù)位置位為0，然后修改所述指針Pstart的值為 Pend-Input(η)+1 ；S403 將所述DEM模塊的輸出中，從第1位到所述指針Pend的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位均置位為1，從Pend-Input (η) +1+Μ的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位到M對(duì)應(yīng)的數(shù)位均置位為1，其他數(shù)位置位為0，然后修改所述指針I(yè)^start的值為Pend-Input (η) +1+Μ ；所述M為所述DEM模塊的輸出位數(shù)。優(yōu)選地，如果所述DEM模塊的輸出經(jīng)過(guò)置位操作后所有數(shù)位均為1或者均為0，則修改所述指針I(yè)3Start的值為Pstart+Num，然后修改所述指針Pend的值為Pstart-I ；所述 Num為對(duì)應(yīng)所述電流舵DAC的當(dāng)前周期的數(shù)字輸入Input (η)的位數(shù)的常值。優(yōu)選地，修改所述指針I(yè)3Start的值為I^start+Num后，如果I3Start為1，則修改所述指針Pend的值為M0(三)有益效果本發(fā)明的用于電流舵DAC的DEM編碼方法，其DEM模塊的輸出具有一定的隨機(jī)性， 能將失配引起的失真轉(zhuǎn)換為噪聲，同時(shí)，有效減少了每周期跳變開(kāi)關(guān)數(shù)，從而有效減小開(kāi)關(guān)跳變引起的動(dòng)態(tài)誤差。


圖1是傳統(tǒng)的包含DEM模塊的DAC的工作原理圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例所述用于電流舵DAC的DEM編碼方法的流程圖；圖3本發(fā)明實(shí)施例所述用于電流舵DAC的DEM編碼方法的編碼過(guò)程示意圖；圖4是采用本發(fā)明實(shí)施例所述用于電流舵DAC的DEM編碼方法的DAC的電路靜態(tài)特性圖；圖5是采用本發(fā)明實(shí)施例所述用于電流舵DAC的DEM編碼方法的DAC的SFDR特性圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。圖2是本發(fā)明實(shí)施例所述用于電流舵DAC的DEM編碼方法的流程圖。如圖2所示， 所示方法包括
步驟S000 設(shè)定指針I(yè)3Start的初始值為1 ；設(shè)定指針Pend的初始值為所述電流舵 DAC的第一個(gè)周期的數(shù)字輸入hput(l)。步驟SlOO 判斷所述電流舵DAC的當(dāng)前周期的數(shù)字輸入^iput(Ii)與所述電流舵 DAC的前一周期的數(shù)字輸入Input (n-1)的大小關(guān)系；如果Input (η)等于Input (η-1), Α 行 S200 ；如果 Input (η)大于 Input (n-1)，執(zhí)行 S300 ；如果 Input (η)小于 Input (n-1)，執(zhí)行 S400。步驟S200 保持DEM模塊的輸出不變，保持所述指針I(yè)3Start和指針Pend的值不變。步驟S300 對(duì)所述DEM模塊的輸出進(jìn)行第一置位操作，并且相應(yīng)地修改所述指針 Pstart和指針Pend的值。所述步驟S300具體包括步驟S301 判斷Pstart+hputOO-l與所述DEM模塊的輸出位數(shù)M的大小關(guān)系； 如果Pstart+Input(n)-1不大于M，執(zhí)行S302 ；否則，執(zhí)行S303。步驟S302 將所述DEM模塊的輸出中，從所述指針I(yè)^start的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位到 Pstart+Input(n)-1的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位均置位為1，其他數(shù)位置位為0，然后修改所述指針 Pend 的值為 Pstart+Input(n)-1。步驟S303 將所述DEM模塊的輸出中，從所述指針I(yè)^start的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位到M對(duì)應(yīng)的數(shù)位均置位為1，從第1位到Pstart+hput(n)-l-M的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位均置位為1，其他數(shù)位置位為0，然后修改所述指針Pend的值為Pstart+hput(n)-l-M。步驟S400 對(duì)所述DEM模塊的輸出進(jìn)行第二置位操作，并且相應(yīng)地修改所述指針 Pstart和指針Pend的值。 所述步驟S400具體包括步驟S401 判斷Pend-Input (η)+1是否小于1，如果不小于，執(zhí)行S402，否則，執(zhí)行 S403。步驟S402 將所述DEM模塊的輸出中，從Pend-Input (η) +1的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位到所述指針Pend的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位均置位為1，其他數(shù)位置位為0，然后修改所述指針I(yè)3Start的值為 Pend-Input (η) +1。步驟S403 將所述DEM模塊的輸出中，從第1位到所述指針Pend的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位均置位為1，從Pend-Input (η) +1+Μ的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位到M對(duì)應(yīng)的數(shù)位均置位為1，其他數(shù)位置位為0，然后修改所述指針I(yè)3Start的值為Pend-Input (η)+1+Μ。如果所述DEM模塊的輸出經(jīng)過(guò)所述步驟S300或者步驟S400的置位操作后所有數(shù)位均為1或者均為0，則修改所述指針I(yè)3Start的值為Pstart+Num，然后修改所述指針Pend 的值為Pstart-I ；所述Num為對(duì)應(yīng)所述電流舵DAC的當(dāng)前周期的數(shù)字輸入^iput(Ii)的位數(shù)的常值，可以通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)確定，一般為DEM模塊的輸出位數(shù)M的四分之一取整。其中，修改所述指針I(yè)3Start的值為Pstart+Num后，如果I3Start為1，則修改所述指針Pend的值為M。圖3是本發(fā)明實(shí)施例所述用于電流舵DAC的DEM編碼方法的編碼過(guò)程示意圖。如圖3所示，第1周期時(shí)所述電流舵DAC的數(shù)字輸入為3。設(shè)定所述指針I(yè)^start的初始值為 1，設(shè)定所述指針Pend的初始值為3。
第2周期時(shí)所述電流舵DAC的數(shù)字輸入為7，大于所述第1周期時(shí)所述電流舵DAC 的數(shù)字輸入3，并且f^start+hputOO-l = 7，不大于所述DEM模塊的輸出位數(shù)M = 15，則所述DEM模塊的輸出中從第1位到第7位的數(shù)位均置位為1，剩余的從第8位到第15位的數(shù)位均置位為0，修改所述指針Pend的值為7。第3周期時(shí)所述電流舵DAC的數(shù)字輸入為12，大于所述第2周期時(shí)所述電流舵DAC 的數(shù)字輸入7，并且I^start+hput (η) -1 = 12，不大于所述DEM模塊的輸出位數(shù)M = 15，則所述DEM模塊的輸出中從第1位到第12位的數(shù)位均置位為1，剩余的從第13位到第15位的數(shù)位均置位為0，修改所述指針Pend的值為12 ；第4周期時(shí)所述電流舵DAC的數(shù)字輸入為6，小于所述第3周期時(shí)所述電流舵DAC 的數(shù)字輸入12，并且Pend-Input (η) +1 = 7，不小于1，則所述DEM模塊的輸出中從第7位到第12位的數(shù)位均置位為1，剩余的從第1位到第6位以及從第13位到第15位的數(shù)位均置位為0，修改所述指針I(yè)^start的值為7。第5周期時(shí)所述電流舵DAC的數(shù)字輸入為15，大于所述第4周期時(shí)所述電流舵DAC 的數(shù)字輸入6，并且f^start+hputOO-l = 21，大于所述DEM模塊的輸出位數(shù)M = 15，則從第7位到第1 5位均置位為1，從第1位到第6位均置位為1。這時(shí)所有輸出為都被置位為 1，修改所述指針I(yè)3Start的值為I^start+Num =11，然后修改所述指針Pend的值為I3Start-I =10。其中所述Num取常值為4。第6周期時(shí)所述電流舵DAC的數(shù)字輸入為9，小于所述第5周期時(shí)所述電流舵DAC 的數(shù)字輸入15，并且Pend-Input (η) +1 = 2，不小于1，則所述DEM模塊的輸出中從第2位到第10位的數(shù)位均置位為1，剩余的第1位以及從第11位到第15位的數(shù)位均置位為0，修改所述指針I(yè)3Start的值為2。第7周期時(shí)所述電流舵DAC的數(shù)字輸入為0，小于所述第6周期時(shí)所述電流舵DAC 的數(shù)字輸入9，并且Pend-Input (n)+1 = 11，不小于1，則所述DEM模塊的輸出中所有數(shù)位均置位為0，修改所述指針I(yè)3Start的值為I^start+Num = 6，然后修改所述指針Pend的值為 Pstart-I = 5。第8周期時(shí)所述電流舵DAC的數(shù)字輸入為2，大于所述第7周期時(shí)所述電流舵DAC 的數(shù)字輸入0，并且I^start+Input (η)-1 = 6不大于所述DEM模塊的輸出位數(shù)M = 15，則所述DEM模塊的輸出中從第6位到第7位的數(shù)位均置位為1，剩余的第1位到第5位以及從第 8位到第15位的數(shù)位均置位為0，修改所述指針Pend的值為7。通過(guò)Matlab建模仿真電流源靜態(tài)失配對(duì)6位DAC性能的影響。圖4是采用本發(fā)明實(shí)施例所述用于電流舵DAC的DEM編碼方法的DAC的電路靜態(tài)特性圖。我們將電流源標(biāo)準(zhǔn)差置為10%，仿真100次，得出采用本發(fā)明實(shí)施例所述用于電流舵DAC的DEM編碼方法的DAC的靜態(tài)特性如圖4所示，其中，左部是積分非線性分布直方圖，右部是差分非線性分布直方圖。圖5是采用本發(fā)明實(shí)施例所述用于電流舵DAC的DEM編碼方法的DAC的SFDR特性圖。我們將采樣頻率設(shè)為300MHz，仿真得出采用本發(fā)明實(shí)施例所述用于電流舵DAC的DEM 編碼方法的DAC的輸入頻率較低(IOMHz)和較高(90MHz)時(shí)的SFDR特性如圖5所示。其中，圖5中左半部分為輸入頻率較低時(shí)的SFDR特性圖，圖5中右半部分為輸入頻率較高時(shí)的SFDR特性圖。
上述仿真結(jié)果表明，本發(fā)明實(shí)施例所述用于電流舵DAC的DEM編碼方法，不僅有很好的靜態(tài)特性，同時(shí)在不同的輸入頻率下都有很好的SFDR(Spurious Free Dynamic range，無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍)特性。本發(fā)明實(shí)施例所述用于電流舵DAC的DEM編碼方法，有效減少了每周期跳變開(kāi)關(guān)數(shù)，從而有效減小開(kāi)關(guān)跳變引起的動(dòng)態(tài)誤差；輸出具有一定的隨機(jī)性，能將失配引起的失真轉(zhuǎn)換為噪聲。以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種用于電流舵DAC的DEM編碼方法，其特征在于，包括以下步驟SlOO 判斷所述電流舵DAC的當(dāng)前周期的數(shù)字輸入^iput(II)與所述電流舵DAC的前一周期的數(shù)字輸Ahput (Π-1)的大小關(guān)系；如果^iput(II)等于^iput(Ii-I)，執(zhí)行S200 ；如果 Input (η)大于 Input (n_l)，執(zhí)行 S300 ；如果 Input (η)小于 Input (n_l)，執(zhí)行 S400 ；S200 保持DEM模塊的輸出不變，保持指針I(yè)3Start和指針Pend的值不變；5300對(duì)所述DEM模塊的輸出進(jìn)行第一置位操作，并且相應(yīng)地修改所述指針I(yè)3Start和指針Pend的值；5400對(duì)所述DEM模塊的輸出進(jìn)行第二置位操作，并且相應(yīng)地修改所述指針I(yè)3Start和指針Pend的值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟SlOO之前還包括步驟S000設(shè)定所述指針I(yè)3Start的初始值為1 ；設(shè)定所述指針Pend的初始值為所述電流舵DAC的第一個(gè)周期的數(shù)字輸入hput(l)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S300具體包括步驟5301判斷Pstart+hput (η) _1與所述DEM模塊的輸出位數(shù)M的大小關(guān)系；如果 Pstart+Input(n)-1 不大于 M，執(zhí)行 S302 ；否則，執(zhí)行 S303 ；5302:將所述DEM模塊的輸出中，從所述指針Pstart的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位到 Pstart+Input(n)-1的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位均置位為1，其他數(shù)位置位為0，然后修改所述指針 Pend 的值為 Pstart+Input(n)-1 ；5303將所述DEM模塊的輸出中，從所述指針I(yè)3Start的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位到M對(duì)應(yīng)的數(shù)位均置位為1，從第1位到Pstart+hputOO-l-M的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位均置位為1，其他數(shù)位置位為0，然后修改所述指針Pend的值為Pstart+hput(n)-l-M。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S400具體包括步驟5401判斷Pend-Input (η)+1是否小于1，如果不小于，執(zhí)行S402，否則，執(zhí)行S403 ；5402將所述DEM模塊的輸出中，從Pend-Input (η)+1的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位到所述指針 Pend的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位均置位為1，其他數(shù)位置位為0，然后修改所述指針I(yè)^tart的值為 Pend-Input(η) +1 ；5403將所述DEM模塊的輸出中，從第1位到所述指針Pend的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位均置位為 1，從Pend-Input (η) +1+Μ的值對(duì)應(yīng)的數(shù)位到M對(duì)應(yīng)的數(shù)位均置位為1，其他數(shù)位置位為0， 然后修改所述指針Pstart的值為Pend-Input (η)+1+Μ;所述M為所述DEM模塊的輸出位數(shù)。
5.如權(quán)利要求3或者4所述的方法，其特征在于，如果所述DEM模塊的輸出經(jīng)過(guò)置位操作后所有數(shù)位均為1或者均為0，則修改所述指針I(yè)^start的值為Pstart+Num，然后修改所述指針Pend的值為Pstart-I ；所述Num為對(duì)應(yīng)所述電流舵DAC的當(dāng)前周期的數(shù)字輸入 Input (η)的位數(shù)的常值。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，修改所述指針I(yè)3Start的值為Pstart+Num 后，如果I^start為1，則修改所述指針Pend的值為M。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于電流舵DAC的DEM編碼方法，涉及DEM編碼領(lǐng)域。所述方法包括步驟判斷電流舵DAC的當(dāng)前周期的數(shù)字輸入Input(n)與前一周期的數(shù)字輸入Input(n-1)的大小關(guān)系；如果相等，保持DEM模塊的輸出不變，保持指針Pstart和Pend的值不變；如果Input(n)大于Input(n-1)，對(duì)DEM模塊的輸出進(jìn)行第一置位操作，修改Pstart和Pend的值；如果Input(n)小于Input(n-1)，進(jìn)行第二置位操作，修改Pstart和Pend的值。所述方法，有效減少了每周期跳變開(kāi)關(guān)數(shù)，從而減小了開(kāi)關(guān)跳變引起的動(dòng)態(tài)誤差。
文檔編號(hào)H03M1/66GK102324939SQ20111018245
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者張興, 王源, 蘇煒, 賈嵩, 趙俊雷 申請(qǐng)人:北京大學(xué)