電流型DAC,電流型DAC是什么意思

電流型DAC,電流型DAC是什么意思

隨著通信、多媒體技術(shù)和圖像處理技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理中的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(Digital-Analog Converter，即DAC)被廣泛應(yīng)用于數(shù)字無(wú)線系統(tǒng)、通信、計(jì)算機(jī)、高精度成像系統(tǒng)和視聽(tīng)系統(tǒng)，而數(shù)字信號(hào)處理的各種數(shù)字信號(hào)，最終要通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換技術(shù)，變?yōu)榭奢敵龅?a href="http://srfitnesspt.com/analog/" target="_blank">模擬信號(hào)。數(shù)模轉(zhuǎn)換器的好壞直接影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。由于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的飛速發(fā)展，要求DAC具有足夠高的數(shù)據(jù)處理速度和足夠高的精度。然而，考慮到芯片的實(shí)際應(yīng)用，在不損失電路性能的前提下，降低成本便成為首要任務(wù)。在∑-△型DAC高成本的不利因素下，各式各樣的DAC都為了降低成本，提高精度而努力。

基本原理：

電流舵型DAC簡(jiǎn)稱電流型DAC。在這里，我們都用它的全稱為電流舵型DAC。

它一般分為兩種:一元電流型和二進(jìn)制加權(quán)型(如圖)。

N位二進(jìn)制加權(quán)型DAC只需要N個(gè)電流源，電流源之間的關(guān)系是：

IN= 2N×10

這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用面積小，但是它的缺點(diǎn)也很明顯:

1)單調(diào)性差;2) DAC動(dòng)態(tài)誤差和微分非線性誤差比較大。

一元電流型結(jié)構(gòu)每路電流源都相等并且各自獨(dú)立。用輸入的數(shù)字碼轉(zhuǎn)換成溫度計(jì)碼來(lái)控制這些開(kāi)關(guān)。當(dāng)輸入信號(hào)每增加ILSB時(shí)，溫度計(jì)碼就多開(kāi)啟一個(gè)電流源增加到輸出。所以可以看出一元電流型D/A轉(zhuǎn)換器單調(diào)性是非常好的。然而，一元電流型結(jié)構(gòu)所占的芯片面積太大，限制了這種結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。

KlassBult通過(guò)Matlab仿真發(fā)現(xiàn)：對(duì)于分辨率高于8位的DAC可以采用分段式的結(jié)構(gòu)來(lái)兼顧芯片面積和電路性能。具體的方法是：對(duì)于高于8位的DAC其高位采用一元電流型結(jié)構(gòu)來(lái)保證DAC的性能，低位采用二進(jìn)制編碼型結(jié)構(gòu)來(lái)節(jié)約芯片的面積。根據(jù)KlassBult的發(fā)現(xiàn)，14bit的DAC最好的分段方式是:高6位采用一元電流型結(jié)構(gòu)而低8位采用二進(jìn)制編碼結(jié)構(gòu)。由于本設(shè)計(jì)中對(duì)DAC的性能要求較高，因此對(duì)這一結(jié)構(gòu)進(jìn)行了以下改進(jìn):高6位依然采用一元電流型結(jié)構(gòu)稱為MSB，低8位再次進(jìn)行分段:最低的4位采用二進(jìn)制編碼型結(jié)構(gòu)，而b4-b7也采用一元電流型結(jié)構(gòu)(如圖)。

電流型DAC電路另外要注意的是:

1）電流源矩陣的結(jié)構(gòu)，優(yōu)化的電流源矩陣結(jié)構(gòu)可以減小DAC輸出的誤差。

2）電流源開(kāi)關(guān)序列的優(yōu)化，可以減小誤差的積累。