CN1115780C - 位准移动式数模转换器 - Google Patents
位准移动式数模转换器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1115780C CN1115780C CN 96119998 CN96119998A CN1115780C CN 1115780 C CN1115780 C CN 1115780C CN 96119998 CN96119998 CN 96119998 CN 96119998 A CN96119998 A CN 96119998A CN 1115780 C CN1115780 C CN 1115780C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- output
- accurate
- circuit
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 3
- 235000012364 Peperomia pellucida Nutrition 0.000 description 1
- 240000007711 Peperomia pellucida Species 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
本发明是有关于一种位准移动式数模转换器，其包括有一多工器、一分阶电压(电流)输出电路、一位准电压(电流)输出电路、一位准移动式缓冲级电路，主要是利用分阶电压(电流)输出电路及位准电压(电流)输出电路的运用以简化传统数模转换器复杂的电路设计，改善传统的数模转换器因多元件数而不利于精准度的控制，并有效降低了成本。
Description
发明领域
本发明是有关于一种位准移动式数模转换器，尤指一种能改善传统数模转换器复杂电路的位准移动式数模转换器。
背景技术
按传统的数模转换器主要是将预先解好的对应码直接输入数模转换器的电压取出线路中，然后再以一对一的对应以得模拟的输出信号；如图1所示，为已知数模转换器的示意图，主要是以R-2R式的电阻组合来达成分压的功效，其中10为一多工器I，主要是将输入值转转成开关控制码(数字讯号)并输出给控制开关，12为一缓冲器I，另图2所示，为另一已知数模转换器的示意图，主要是以电阻串联组合来达成分压的功效，其中11为一多工器II其功能如上述多工器I(10)所述，14为一缓冲器II，由图2可知，若欲得到50阶的模拟输出信号，首先必需产生50组的对应码，然而，该多个对应码必须通过开关及电阻的组合来达成模拟讯号的输出，如此对于线路所需的开关数及电阻段数均需很多，以图2的电阻串联分压式为例，若欲将0～4.9V分为50阶的信号，则需要至少50个开关及49段电阻，另对于图1R～2R形式电路而言，由于其当做开关的元件本身有电流通过，故该元件的特性会影响R～2R网路的精确度。如以CMOS或PMOS、NMOS等元件做开关时，MOS的阻抗特性会随着电压、温度的改变而不同，使得流过电流的大小而有所漂移，所以会使R～2R网路输出信号失真，一般而言，R～2R无法达到如电阻串联分压式的准确度；而若以相同的位元数而言，R～2R网路所需的MOS面积及电阻值大小都比电阻串联式要来得大。故传统的数模转换器必需使用大量元件、较大的电路面积或较复杂的电路来达成所需的精确度。如此使得成本上升，而且元件愈多，电路复杂度就愈高，电路的精确度影响因素当然就愈多而不易控制。
因此，由上可知，传统的数模转换器，在设计及实际应用上，仍具有若干不便与缺陷存在，尤指其是运用许多元件数的组合，不但影响其制作成本，另易受到较多环境杂讯的干扰及对精确度控制不易等诸多问题，而可待加以改善。
发明内容
本发明的主要目的是在于利用分阶电压(电流)输出电路及位准电压(电流)输出电路的设计以产生所需的电压输出值，解决传统数模转换器需运用多元件数设计或复杂电路的设计，容易受环境的影响而产生许多杂讯及不利准确控制等多项因素，并造成制作成本的一大负担等问题，故该电路不但减少成本，且使电路的复杂度大大降低。
本发明的另一目的是在于利用一位准移动式缓冲级电路将分阶电压输出电路及位准电压输出电路所输出的电压值经由该缓冲级电路处理即可得到所需的输出电压信号。
本发明的另一目的是在于利用一转换电路将分阶电流输出电路及位准电流输出电路所输出的电流信号转换为电压信号，再经由位准移动式缓冲级电路处理以得到所需的输出电压信号。
本发明的一个方面主要是将传统的分阶电压输出电路，设计分成二部分的电路：一为分阶电压输出电路，另一为位准电压输出电路，其中该分阶电压输出电路及位准电压输出电路，可利用很多种方式来达成；例如：原来是7bit的R～2R形成的电路则可用5bit的R～2R的分阶电压输出电路，及用2bit的R～2R做位准电压输出电路，通过该两电路的组合设计而能减少整体电路的复杂度，再配合一位准移动式缓冲级的运用，以得到所需的输出电压信号。
根据本发明该方面的数模转换器包括：
—多工器，是将原数字值转成该数模转换器所需的数字码并输出该多个数字码的信号；
—分阶电压输出电路，是电连接至该多工器，接收由该多工器输出的至少一个数字码的信号，并配合其已规划好的阶数S及每一阶数的电压差值以输出一电压信号；
—位准电压输出电路，是电连接至该多工器，接收由该多工器输出的至少一个数字码的信号，并配合其已规划好的位准数X及每一位准数的电压差值以输出一电压信号，其中位准数取决于使用者所需输出电压范围，并且具有如下关系：Ve＝ΔVn·X，
其中Ve代表位准电压输出电路的输出电压值，ΔVn表示每个位准所规划的固定电压差值；
—位准移动式缓冲级电路，是电连接至该分阶电压输出电路及该位准电压输出电路，用于按照所需的模拟电压形式输出该分阶电压输出与位准电压输出之和，其中，该分阶电压输出电路的阶数与该位准电压输出电路的位准数两者之乘积是与使用者欲得到模拟输出电压的阶数相同。
本发明的另一个方面主要是利用与上述方面相同的原理，将上述分阶电压输出电路及位准电压输出电路改变设计为分阶电流输出电路及位准电流输出电路，通过一转换电路将电流输出信号转换为电压输出信号，再配合一位准移动式缓冲级电路的运用，以得到所需的输出电压信号。
根据本发明该方面的数模转换器包括：
—多工器，是将原数字值转成该数据转换器所需的数字码并输出该多个数字码的信号；
—分阶电流输出电路，是电连接至该多工器，接收由该多工器输出的至少一个数字码的信号，并配合其已规划好的阶数及每一阶数的电流差值以输出一电流信号；
—位准电流输出电路，是电连接至该多工器，接收由该多工器输出的至少一个数字码的信号，并配合其已规划好的位准数及每一位准数的电流差值以输出一电流信号，其中位准数取决于使用者所需输出电压范围，并且具有如下关系：IL(Z+1)＝IL(Z)+ΔIL，
其中IL代表位准电流输出电路的输出电流值，ΔIL表示每个位准所规划的固定电流差值，Z代表规划好的位准数中的第Z个位准；
—电流电压转换电路，是电连接至该分阶电流输出电路及该位准电流输出电路，接收由该两者电流输出电路的输出电流信号，并组合与转换该电流信号为一所需要的模拟电压信号并输出；
其中该分阶电流输出电路的阶数与该位准电流输出电路的位准数两者之乘积是与使用者欲得到模拟输出信号的阶数相同。
由此，本发明的位准移动式数模转换器，其与传统数模转换器相比较具有以下的优点：
(1)本发明可以相同的电路复杂度，达到较佳的精确度，即以较简单的线路来达到与传统电路相同的精确度。
(2)本发明可使传统的电路复杂度降低(元件数较少)，而有利于精准度的控制，此外，环境的影响程度亦可随之降低。
(3)本发明减少开关的使用数目，故可有效地降低开关切换时所产生的杂讯。
(4)本发明因其大量减少了使用元件的数目，而减低制作成本。
附图说明
为使对于本发明的目的，特点及功效有更进一步的了解与认同，现配合附图详细说明如后：
图1为已知数模转换器的示意图。
图2为另一已知数模转换器的示意图。
图3为本发明第一实施例的电路方块图。
图4为本发明第一实施例位准移动式缓冲级电路的电路图。
图5为本发明第二实施例的电路方块图。
图6为本发明第二实施例的产生输出电压的示意图。
具体实施方式
首先，请参阅附图3，为本发明第一实施例的电路方块图，其包括有一多工器III(24)、一分阶电压输出电路(26)、一位准电压输出电路(28)、一位准移动式缓冲级电路(30)，其中该分阶电压输出电路(26)及位准电压输出电路(28)其各别所欲产生的电压阶数、位准数及该第一阶数的电压相差值皆由各使用者进行规划及设计，请参阅以下原理的说明：
Vn(S)：分阶电压输出电路的输出电压值S：阶数
Ve(X)：位准电压输出电路的输出电压值X：位准数
Vo：两者合成的输出电压值
→Vo＝Vn(S)+Ve(X)
若要将0～4.9V分成50阶的电压值
首先，令其阶数S可分成10阶，则位准数X被分成为50/10＝5阶，即
S＝0、1、2、3、…、8、9
X＝0、1、2、3、4
并规划该分阶电压输出电路的每一阶数电压差值为0.1V，则该位准电压输出电路的每一位准数电压差值为1V，则
Vn(S)＝0.1V×S
Ve(X)＝1V×X
若欲得到所需的电压输出值为3.5V及0.8V则由
Vo＝Vn(S)+Ve(X)得
3.5V＝Vn(5)+Ve(3)
0.8V＝Vn(8)+Ve(O)
如图3所示，首先由多工器III(24)将原数字值转换为数模转换器所需的数字码并输出该多个数字码信号以分别送至分阶电压输出电路(26)及位准电压输出电路(28)，该分阶电压输出电路(26)及该位准电压输出电路(28)依据多工器(24)输入的信号并配合其已规划好的阶数、位准数及每一阶数和位准数的电压差值而分别输出一电压信号至位准移动式缓冲级电路(30)，经由该位准移动式缓冲级电路(30)作进一步处理后(于下段将详述说明)即可输出所需的模拟电压输出信号。
另，请参阅图4，为本发明第一实施例位准移动式缓冲级的电路图，其中Vn为由分阶电压输出电路输出的电压值，Ve为由位准电压输出电路输出的电压值，而Vn＝VnAC+VnDC(VnAC为分阶电压输出电路输出的交流信号，VnDC为分阶电压输出电路输出的直流信号)，Ve＝VeDC(VeDC为位准电压输出电路输出的直流信号)，由图示运算可得知Vo＝(1+R2/R1)VnAC+〔(1+R2/R1)VnDC-(R2/R1)VeDC〕(其中(1+R2/R1)VnAC为一交流信号，〔(1+R2/R1)VnDC-(R2/R1)VeDC〕为一直流信号，故仅要调整R1、R2的电阻值及位准电压输出电路输出的信号电压Ve值的大小，即可得到所需的输出电压Vo。
另，请参阅图5，是为本发明第二实施例的电路方块图，其包括有一多工器IV(32)、一分阶电流输出电路(34)、一位准电流输出电路(36)、一电流电压转换电路(38)及一缓冲级电路(40)，其中该分阶电流输出电路(34)及位准电流输出电路(36)所欲产生的阶数及位准数为与第一实施例相同的原理，在此不加以赘述，然对于所需的输出电压Vo，请参阅图6，为本发明第二实施例产生输出电压的示意图，其说明如下：
IL(a)：位准电流电路的输出电流值 a：位准数
Is(b)：分阶电流电路的输出电流值 b：阶数
电阻R1是做为电流电压的转换器
Vo：本实施例输出的电压值
→Vo＝〔IL(a)+IS(b)〕×R1
将本实施例亦设计成50阶的电压值，则
a＝0、1、2、3、4
b＝0、1、2、3……8、9
并规划该位阶电流输出电路的每一位阶数电流差值为ΔIL，则该分阶电流电路输出电路的每一阶数电流差值ΔIS＝ΔIL/10，即可得到
IL(Z+1)＝IL(Z)+ΔIL Z＝0、1、2、3
IS(W+1)＝IS(W)+ΔIS W＝0、1、2、3……7、8
其中ΔIL及ΔIS为一定值
如图5所示，首先分阶电流输出电路(34)及位准电流输出电路(36)依据多工器输入的信号再配合已规划好的位准数、阶数、每一阶数及位准数的电流差值分别输出一电流信号至电流电压转换电路(38)，该电流电压转换电路(38)将电流值组合转换为电压值并输出至缓冲级电路(40)，经由该缓冲级电路(40)作进一步处理后即可输出所需的模拟电压输出信号。
由上所述，可知本发明主要是利用分阶电压输出电路及位准电压输出电路的组合，再配合一位准移动式缓冲级电路的运用将该两电路输出的电压值组合，或利用分阶电流输出电路及位准电流输出电路的组合，再配合一电流电压转换电路及缓冲级电路的运用将该两电路输出的电流值组合转换，即可得到所需的模拟电压信号，其中通过该分阶电压(电流)输出电路及位准电压(电流)输出电路的设计大大减少了传统电路所需的开关数及电阻段数，不但使其电路复杂度降低有利于精准度的控制，并降低开关切换时的杂讯，进而更降低制作成本，有效提升该位准移动式数模转换器的效率。
以上所述，仅为本发明的一较佳实施例而已，应当不能以之限定本实用新型实施的范围。即凡在本发明的权利要求所限定的范围内所作的各种变化与修正，皆应属本发明专利涵盖的范围内。
Claims (3)
1、一种位准移动式数模转换器，其包括有：
—多工器，是将原数字值转成该数模转换器所需的数字码并输出该多个数字码的信号；
—分阶电压输出电路，是电连接至该多工器，接收由该多工器输出的至少一个数字码的信号，并配合其已规划好的阶数S及每一阶数的电压差值以输出—电压信号；
—位准电压输出电路，是电连接至该多工器，接收由该多工器输出的至少一个数字码的信号，并配合其已规划好的位准数X及每一位准数的电压差值以输出—电压信号，其中位准数取决于使用者所需输出电压范围，并且具有如下关系：Ve＝ΔVn·X，
其中Ve代表位准电压输出电路的输出电压值，ΔVn表示每个位准所规划的固定电压差值；
—位准移动式缓冲级电路，是电连接至该分阶电压输出电路及该位准电压输出电路，用于按照所需的模拟电压形式输出该分阶电压输出与位准电压输出之和，
其中，该分阶电压输出电路的阶数与该位准电压输出电路的位准数两者之乘积是与使用者欲得到模拟输出电压的阶数相同。
2、一种位准移动式数模转换器，其包括有：
—多工器，是将原数字值转成该数据转换器所需的数字码并输出该多个数字码的信号；
—分阶电流输出电路，是电连接至该多工器，接收由该多工器输出的至少一个数字码的信号，并配合其已规划好的阶数及每一阶数的电流差值以输出—电流信号；
—位准电流输出电路，是电连接至该多工器，接收由该多工器输出的至少一个数字码的信号，并配合其已规划好的位准数及每一位准数的电流差值以输出一电流信号，其中位准数取决于使用者所需输出电压范围，并且具
有如下关系：IL(Z+1)＝IL(Z)+ΔIL，
其中IL代表位准电流输出电路的输出电流值，ΔIL表示每个位准所规划的固定电流差值，Z代表规划好的位准数中的第Z个位准；
—电流电压转换电路，是电连接至该分阶电流输出电路及该位准电流输出电路，接收由该两者电流输出电路的输出电流信号，并组合与转换该电流信号为一所需要的模拟电压信号并输出；
其中该分阶电流输出电路的阶数与该位准电流输出电路的位准数两者之乘积是与使用者欲得到模拟输出信号的阶数相同。
3、如权利要求2所述的数模转换器，其中还包括一缓冲级电路，用于缓冲该电流电压转换电路所输出的模拟电压信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 96119998 CN1115780C (zh) | 1996-07-03 | 1996-09-26 | 位准移动式数模转换器 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN96215874.7 | 1996-07-03 | ||
| CN96215874 | 1996-07-03 | ||
| CN 96119998 CN1115780C (zh) | 1996-07-03 | 1996-09-26 | 位准移动式数模转换器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1171659A CN1171659A (zh) | 1998-01-28 |
| CN1115780C true CN1115780C (zh) | 2003-07-23 |
Family
ID=25744047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 96119998 Expired - Fee Related CN1115780C (zh) | 1996-07-03 | 1996-09-26 | 位准移动式数模转换器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1115780C (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100438343C (zh) * | 2004-04-30 | 2008-11-26 | 中国科学院半导体研究所 | 单电子数字模拟信号转换装置 |
-
1996
- 1996-09-26 CN CN 96119998 patent/CN1115780C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1171659A (zh) | 1998-01-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100344066C (zh) | 可变分辨率的模数转换器和无线接收器 | |
| CN2852534Y (zh) | 一种高速分段电流型dac电路 | |
| CN1255951C (zh) | 高精度数字/模拟变换电路 | |
| CN1770625A (zh) | 用于射频放大器的辅助量程数字模拟转换器 | |
| JPH01191520A (ja) | Ａｄ変換回路 | |
| CN1713626A (zh) | 电压电平编码***和方法 | |
| CN1855165A (zh) | 差分电流驱动型传送*** | |
| US5194867A (en) | Flash analog-to-digital converter employing least significant bit-representative comparative reference voltage | |
| CN1956340A (zh) | 以反向器为基础运用开路电阻串的快闪模拟数字转换器 | |
| US4599599A (en) | Analog-to-digital converter | |
| CN1199357C (zh) | 改进的电流控制数/模变换 | |
| CN1658512A (zh) | 数/模转换器，显示驱动器及显示器 | |
| CN102857226B (zh) | 一种逐次逼近型模数转换器 | |
| CN102075192A (zh) | 一种高速数字模拟转换电路及其工作方法 | |
| CN105071812A (zh) | 逐次逼近模数转换器的电容阵列结构 | |
| CN1115780C (zh) | 位准移动式数模转换器 | |
| CN100525112C (zh) | 具有晶片上参考电压产生器的半导体装置 | |
| EP0782790B1 (en) | Analog-to-digital converter for generating a digital n-bit gray-code | |
| CN1092423C (zh) | 数模转换装置 | |
| CN1449118A (zh) | A/d转换器电路 | |
| CN1682437A (zh) | 跨导放大器 | |
| CN1614895A (zh) | Ad转换器 | |
| CN1134629A (zh) | 运算处理装置和运算处理电路 | |
| CN1166067C (zh) | 数/模转换方法和数/模转换器 | |
| CN1672329A (zh) | 包含了用于改进转换线性度的装置的数模转换器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHENGQUN SEMICONDUCTOR CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: HETAI SEMICONDUCTOR CO., LTD. Effective date: 20030313 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20030313 Address after: Taiwan, China Applicant after: Shengqun Semiconductor Co., Ltd. Address before: Taiwan, China Applicant before: Hetai Semiconductor Co., Ltd. |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |