减少高速精密数模转换器的谐波失真的制作方法

本公开大体上涉及电子系统和方法，并且在特定实施例中，涉及减少高速精密数模转换器(dac)的谐波失真。

背景技术：

1、现代电子电路的许多系统应用需要将数字数据转换成模拟信号。被称为数模转换器的电路通常接收例如数据流中的数字输入字或码，并生成反映输入数据流中的码值的对应模拟输出信号。输入码的位宽度以及因此dac输出信号的精度可根据系统应用而变化。

2、精密数模转换器(dac)电路常用于例如仪器仪表和控制、信号生成或合成、偏置电路和校准应用等应用中。一些应用所需的性能要求可能非常严格。举例来说，可能要求精密dac将高达20位的数字数据转换成高频(例如，100 khz)模拟信号。合成模拟输出信号的谐波失真是一个重大的问题，尤其是在测试和测量应用中。

技术实现思路

1、根据实施例，一种数模转换器电路包含：温度计段，其与数量t个输入位相对应，并且具有第一输出端子和第二输出端子，所述温度计段包含：第一多个电阻器，其数量为m，m为至少2t，所述第一多个电阻器各自耦合到第一参考电压端子，所述第一多个电阻器具有彼此大体上相等的电阻；以及第一多个开关，其数量为至少2t，所述第一多个开关各自与所述第一多个电阻器中的对应一个相关联并且在一侧上耦合到所述第一多个电阻器中的对应一个，所述第一多个开关中的每一个被配置成响应于所述开关的控制信号，将其相关联的电阻器耦合到所述第一输出端子或所述第二输出端子；以及输出放大器，其具有耦合到所述第一输出端子的输入。

2、根据实施例，一种数模转换器电路包含：二进制段，其具有第一输出端子和第二输出端子，所述二进制段包含一或多个切片，每个切片与输入码的数量b个输入位中的一个相对应，每个切片包含：第一多个电阻器，其各自耦合到第一参考电压端子，所述第一多个电阻器具有彼此大体上相等的电阻；第一多个开关，其各自与所述第一多个电阻器中的对应一个相关联并且耦合到所述第一多个电阻器中的对应一个，所述第一多个开关中的每一个被配置成响应于所述开关的控制信号，选择所述第一输出端子或所述第二输出端子以耦合到其相关联的电阻器；第二多个电阻器，其各自耦合到第二参考电压端子，所述第二多个电阻器具有彼此大体上相等并且同与其位位置相关联的所述第一多个电阻器大体上相等的电阻；以及第二多个开关，其各自与所述第二多个电阻器中的对应一个相关联并且在一侧上耦合到所述第二多个电阻器中的对应一个，所述第二多个开关中的每一个被配置成响应于所述开关的控制信号，将其相关联的电阻器耦合到所述第一输出端子或所述第二输出端子；输出放大器，其具有耦合到所述第一输出端子的输入；以及开关逻辑，其具有被配置成接收所述输入码的b个输入位的输入，并且被配置成将控制信号提供给所述二进制段的每个切片的所述第一多个开关和所述第二多个开关，以响应于与所述切片相对应的所述输入位具有第一逻辑状态，将所述第一多个电阻器中的单个电阻器耦合到所述第一输出端子并将所述第一多个电阻器中的其它电阻器和所述第二多个电阻器中的每一个耦合到所述第二输出端子，并且响应于与所述切片相对应的所述输入位具有第二逻辑状态，将所述第二多个电阻器中的单个电阻器耦合到所述第一输出端子并将所述第二多个电阻器中的其它电阻器和所述第一多个电阻器中的每一个耦合到所述第二输出端子；其中每个切片的所述第一多个电阻器和所述第二多个电阻器中的每个电阻器所具有的电阻是与所述输入码的下一个最高有效输入位相对应的切片的电阻器的电阻的两倍。

3、根据实施例，一种数模转换器电路包含：温度计段，其具有第一输出端子和第二输出端子，并且包含：多个切片，其数量为t，其中每个切片包含数量为m的多个元件，每个元件耦合到第一参考电压端子并且具有彼此大体上相等的电阻；输出放大器，其具有耦合到所述第一输出端子的第一输入；以及开关逻辑，其耦合到所述多个切片，并且被配置成：接收表示第一数字值vt[n]的t个输入码位；响应于所述第一数字值vt[n]，将控制信号提供给所述多个切片，以将m×vt[n]个元件耦合在所述第一参考电压端子与所述第一输出端子之间；接收表示第二数字值vt[n+1]的t个输入码位；并且响应于所述第二数字值vt[n+1]，改变选定数量c个所述控制信号，以将m×vt[n+1]个元件耦合在所述第一参考电压端子与所述第一输出端子之间，所述数量c是常数，无论所述第二数字值vt[n+1]是大于、小于还是等于所述第一数字值vt[n]。

4、根据实施例，一种数模转换器系统包含：数模转换器(dac)，其具有数字输入，具有模拟输出，并且包含以一或多个段布置的数量n+e个切片；以及信号发生器电路，其具有耦合到所述dac的所述数字输入的输出，所述信号发生器电路被配置成响应于与第一音调相对应的n位的第一频率调谐字(ftw)和与第二音调相对应的n位的第二ftw，通过以下操作来生成数字多音调信号：在输出流水线级，将所述多音调信号的第一码值提供给所述dac；以及同时，在前一流水线级，执行所述多音调信号的第二码值的计算。

5、根据实施例，一种数模转换器电路包含：信号发生器电路，其包含：多个寄存器，其各自用于存储与音调相关联的n位频率调谐字(ftw)；多个相位累加器，其各自与所述多个寄存器中的一个相关联；多路复用器，其具有耦合到所述多个相位累加器的输出的输入，并且具有选择输入；第一映射电路，其具有耦合到所述多路复用器的所述输出的输入，并且被配置成输出正弦值；求和电路，其具有耦合到所述第一映射电路的所述输出的输入；缓冲器，其具有耦合到所述求和电路的所述输出的输入；以及流水线控制逻辑，其被配置成以流水线方式控制所述多路复用器、所述第一映射电路、所述求和电路和所述缓冲器；以及dac阵列，其具有耦合到所述缓冲器的所述输出的输入，并且被配置成响应于在其输入处接收到的输入码流，输出模拟信号。

6、根据实施例，一种数模转换器系统包含：数模转换器(dac)，其具有数字输入，具有模拟输出，并且包含以一或多个段布置的数量n+e个切片；信号发生器电路，其具有耦合到所述dac的所述数字输入的输出，所述信号发生器电路被配置成响应于与基频相对应的n位的第一频率调谐字(ftw)和与所述基频的谐波频率相对应的n位的第二ftw，通过以下操作来生成数字多音调信号：在输出流水线级，将所述多音调信号的第一码值提供给所述dac；以及同时，在前一流水线级，执行所述多音调信号的第二码值的计算；以及谐波失真测量电路，其具有耦合到所述dac的所述模拟输出的输入，被配置成迭代地计算所述第二ftw，所述第二ftw具有响应于来自所述dac的输出模拟信号的幅值和相位。

1.一种数模转换器电路，其包括：

2.根据权利要求1所述的电路，其进一步包括：

3.根据权利要求1所述的电路，其进一步包括：

4.根据权利要求3所述的电路，其中所述开关逻辑被配置成响应于所述第二数字值v[n+1]，通过以下操作来改变提供给所述第一多个开关的所述c个控制信号：

5.根据权利要求4所述的电路，其中所述开关逻辑包括循环移位器：

6.根据权利要求4所述的电路，其中所述数量c为2，其中所述开关逻辑进一步被配置成随机选择所述随机值作为正值或负值中的一个，并且其中所述开关逻辑进一步被配置成通过以下操作来改变所述指针值：

7.根据权利要求1所述的电路，其进一步包括：

8.根据权利要求7所述的电路，其进一步包括：

9.根据权利要求3所述的电路，其中所述温度计段进一步包括：

10.一种数模转换器电路，其包括：

11.根据权利要求10所述的电路，其中所述开关逻辑进一步被配置成：

12.根据权利要求11所述的电路，其中所述开关逻辑进一步被配置成：

13.根据权利要求12所述的电路，其中所述多个切片中的每一个的所述第一多个电阻器和所述第二多个电阻器中的每一个中的电阻器数量大于两个。

14.根据权利要求所述10的电路，其中所述第二参考电压端子接收与在所述第一参考电压端子处接收的电压具有相同量值的负电压。

15.根据权利要求10所述的电路，其进一步包括：

16.根据权利要求15所述的电路，其进一步包括：

17.一种数模转换器电路，其包括：

18.根据权利要求17所述的电路，其中所述温度计段具有第二输出端子；

19.根据权利要求18所述的电路，其中所述开关逻辑被配置成响应于所述第二数字值vt[n+1]，通过以下操作来改变提供给所述多个切片的所述c个控制信号：

20.根据权利要求17所述的电路，其进一步包括：