CN102142841A - 一种用于电流舵数模转换器的电流源开关电路 - Google Patents
一种用于电流舵数模转换器的电流源开关电路 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于电流舵数模转换器的电流源开关电路，它包括一电流源模块、一与电流源模块连接的开关模块和一数字控制模块，所述开关模块包括第一至第四开关管，所述第一至第四开关管的源极相连至所述电流源模块，它们的栅极分别接收所述数字控制模块输出的第一至第四控制信号，且所述第二开关管的漏极与第一开关管的漏极相连，并输出第一输出信号，所述第四开关管的漏极与第三开关管的漏极相连，并输出第二输出信号。本发明通过两组开关管之间的交替导通，从而改善了模数转换器的动态特性，实现了高速高精度的电流舵模数转换器。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路，尤其涉及一种用于电流舵数模转换器的电流源开关电路。
背景技术
在模拟集成电路或者在接口电路中，数模转换模块是一种非常常见的用于把数字信号转换成模拟信号的功能模块，特别现在发展到GHz级别，精度达到16bit及以上的集成电路中，目前主要采用的结构都是电流舵形式的数模转换器来实现上述功能的。
在电流舵的数模转换器中，最关键的就是输出模块，它是由电流源和开关构成的；一般来说，电流源开关电路的结构示意图如图1所示，电流源模块1’由MOS管M1、M2构成，开关模块2’由开关管SW1、SW2构成，且开关管SW1、SW2的输入信号SWD、NSWD由数字控制模块3’产生，由于开关模块2’中开关管SW1、SW2很快的开与关的动作，造成开关共源极A点的电位如图2所示发生波动，造成输出信号IOUTP和IOUTN发生波动，从而导致输出谐波失真比较严重，在高速特别接近GHz级别的电路中，情况更加严重，这是高速数模转换器主要非理想因素之一。
鉴于上述情况，在目前模数转换器向高速高精度方向飞速发展的今天，如何提高模数转换器动态特性是非常关键的点之一。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种结构简单且低失真的用于电流舵数模转换器的电流源开关电路，以压制由于开关很快的开与关而造成的噪声，从而得到性能比较好的数模转换器。
本发明所述的一种用于电流舵数模转换器的电流源开关电路，它包括一电流源模块、一与电流源模块连接的开关模块和一数字控制模块，所述开关模块包括第一至第四开关管，所述第一至第四开关管的源极相连至所述电流源模块，它们的栅极分别接收所述数字控制模块输出的第一至第四控制信号，且所述第二开关管的漏极与第一开关管的漏极相连，并输出第一输出信号，所述第四开关管的漏极与第三开关管的漏极相连，并输出第二输出信号。
在上述的用于电流舵数模转换器的电流源开关电路中，所述电流源模块包括第一MOS管和第二MOS管，其中，所述第一MOS管的源极与一外部电源连接，其漏极与所述第二MOS管的源极连接，该第二MOS管的漏极与所述第一至第四开关管的源极连接，所述第一MOS管和第二MOS管的栅极分别接收外部的第一偏置信号和第二偏置信号。
在上述的用于电流舵数模转换器的电流源开关电路中，所述数字控制模块接收一数字信号和一时钟信号，并输出所述第一至第四控制信号。
由于采用了上述的技术解决方案，本发明是通过改变开关模块中开关管的个数和工作状态来达到提高数模转换器性能的目的；具体来说，本发明电路的实现是由制备在基片上的晶体管所组成的，将输入的数字信号经过数字控制模块，即与时钟信号的相互作用产生的四个控制信号分为两组，分别控制第一、第二开关管和第三、第四开关管，使得开关管共组状态比较频繁，从而把非理想因素进行平均化，达到降低谐波失真的目的，从而有效提高整体模数转换器的性能。
附图说明
图1是现有技术中的电源开关电路的结构示意图；
图2是图1中开关模块的输入信号和A点电位的波形图；
图3是本发明一种用于电流舵数模转换器的电流源开关电路的结构示意图；
图4是图3中开关模块的输入信号和A点电位的波形图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施例进行详细说明。
请参阅图3、图4，本发明，即一种用于电流舵数模转换器的电流源开关电路，它包括一电流源模块1、一开关模块2和一数字控制模块3，其中，
电流源模块1包括第一MOS管M1和第二MOS管M2，其中，第一MOS管M1的源极与外部电源VDD连接，其漏极与第二MOS管M2的源极连接，第二MOS管M2的漏极与开关模块2连接，第一MOS管M1和第二MOS管M2的栅极分别接收外部的第一偏置信号BIAS1和第二偏置信号BIAS2；
数字控制模块3接收一数字信号D和一时钟信号CLK，并输出第一至第四控制信号SWD1、SWD2、NSWD1、NSWD2；
开关模块2包括第一至第四开关管SW10、SW11、SW20、SW21，第一至第四开关管SW10、SW11、SW20、SW21的源极相连至第二MOS管M2的漏极，它们的栅极分别接收数字控制模块3输出的第一至第四控制信号SWD1、SWD2、NSWD1、NSWD2，且第二开关管SW11的漏极与第一开关管SW10的漏极相连，并输出第一输出信号IOUTN，第四开关管SW20的漏极与第三开关管SW21的漏极相连，并输出第二输出信号IOUTP。
如图4所示，在本发明中，将第一至第四控制信号SWD1、SWD2、NSWD 1、NSWD2分为两组，通过与时钟信号CLK同步后，分别控制两组开关管，即第一、第二开关管SW10、SW11和第三、第四开关管SW20、SW21，使每组的开关管的交替工作，由于每组控制信号在开关管工作的时候为倒向的关系，而在开关管不工作的时候，控制信号都为高或者低电位以使得开关管不工作，因此在每一组开关管工作的时候，由于开关管不断的进行交替的开与关，这样对于A点的电位就是一直有一个波动的电位，但是这个时候由于该点的电位处于缓慢的变化，即其波动的幅度降低很多，因此对于第一输出信号IOUTN和第二输出信号IOUTP的谐波失真影响可以降低很多，从而达到提高整体模数转换器性能的目的。
综上所述，本发明通过两组开关管之间的交替导通，从而改善了模数转换器的动态特性，实现了高速高精度的电流舵模数转换器。本发明电路简单，效果明显，可广泛应用到模数转换器中，并可以工作在1GHz以上，同时谐波失真降低率可以达到80dB以上。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种用于电流舵数模转换器的电流源开关电路，它包括一电流源模块、一与电流源模块连接的开关模块和一数字控制模块，其特征在于，所述开关模块包括第一至第四开关管，所述第一至第四开关管的源极相连至所述电流源模块，它们的栅极分别接收所述数字控制模块输出的第一至第四控制信号，且所述第二开关管的漏极与第一开关管的漏极相连，并输出第一输出信号，所述第四开关管的漏极与第三开关管的漏极相连，并输出第二输出信号。
2.根据权利要求1所述的用于电流舵数模转换器的电流源开关电路，其特征在于，所述电流源模块包括第一MOS管和第二MOS管，其中，所述第一MOS管的源极与一外部电源连接，其漏极与所述第二MOS管的源极连接，该第二MOS管的漏极与所述第一至第四开关管的源极连接，所述第一MOS管和第二MOS管的栅极分别接收外部的第一偏置信号和第二偏置信号。
3.根据权利要求1或2所述的用于电流舵数模转换器的电流源开关电路，其特征在于，所述数字控制模块接收一数字信号和一时钟信号，并输出所述第一至第四控制信号。
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| CN2010106024514A CN102142841A (zh) | 2010-12-23 | 2010-12-23 | 一种用于电流舵数模转换器的电流源开关电路 |
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| CN2010106024514A CN102142841A (zh) | 2010-12-23 | 2010-12-23 | 一种用于电流舵数模转换器的电流源开关电路 |
Publications (1)
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