专利名称：提高12位双r-2r结构d/a转换器双极零点修调成品率的方法
技术领域：
本发明涉及一种提高12位双R-2R结构D/A转换器双极零点修调成品率的 方法，它直接应用的领域是双R-2R结构的10-12位D/A转换器领域。(二) 背景技术双R-2R结构D/A转换器是目前常用的10-12精度的D/A转换器结构，采用 双R-2R电阻网络结构实现12位双极电压输出的D/A转换器的基本结构图如图 l所示。该结构的优点是利用了两组R-2R电阻网络，使D/A转换器的误差由两 组电阻网络的误差的算术平均值来决定，这就降低了电路对工艺参数要求高的要求，提高了D/A转换器的精度。此双R-2R结构12位D/A转换器的工作原理在图1中，当开关D12 D1 的输入全为"1"时，输出电流ir^VREF/R，当开关D12—Dl输入全为"0"时， 输出电流if —VREF/R，输出电流通过运算放大器A和反馈电阻RF (阻值等于 R)，分别产生输出电压V0UT= —Vref和V0UT=+VREF，其中+Vref和一Vref分 别为正、负基准输入，在其他数字输入值下也会产生相应的输出。此结构的缺点是在修调双极零点误差时需要修调的电阻数量较多(12个)， 修调成品率低。(三) 发明内容本发明的目的是减小12位双R-2R结构D/A转换器的双极零点修调电阻数 量，提高双极零点的修调成品率。本发明为解决此技术问题的技术方案在于本发明的一种提高12位双R-2R 结构D/A转换器双极零点修调成品率的方法，其特征在于如图3所示，在R-2R电阻网络RNET+与正基准电源+VREF之间串接一个电 阻R1，在R-2R电阻网络RNET—与负基准电源一VREF之间串接一个电阻R2; 电阻Rl的一端与正基准电源+VREF相连，其另一端与R-2R电阻网络RNET+的 第一级电阻R及2R相连，电阻R2的一端与负基准电源一VREF相连，其另一端 与R-2R电阻网络RNET—第一级电阻R及2R相连。所述电阻R1、 R2为阻值0.8~1 kQ的CrSi金属电阻。有益效果本发明的双极零点修调方法与一般的双极零点修调方法都经过CrSi-CMOS 工艺实际流片验证。采用图1所示一般的双极零点修调方法，要按比例修调电阻网络R-2R电阻 网络内的12个电阻，才能在不影响微分误差的基础上修调双极零点，要保证较 高的微分误差则电阻网络中电阻的相对精度要求较高，所以修调精度不容易控 制，修调成品率低， 一般在20%左右。釆用本发明的双极零点修调方法，只需要修调两个电阻，就可以使双极零点 满足要求，由于需要修调的电阻在R-2R电阻网络之外，不影响电阻网络内的电 阻的比例，所以对D/A转换器的微分误差没有影响，其修调成品率达到90%以 上。(四)
图1是一般的12位双R-2R结构D/A转换器的电路结构图； 图2是双R-2R结构D/A转换器的双极零点修调的等效示意图； 图3是本发明方法的12位双R-2R结构D/A转换器的电路结构图。
具体实施方式
本发明说明书中的发明内容就是具体的实施例，这里不再重复叙述。下面仅 结合附图进一步说明其工作原理。一般的12位双R-2R结构D/A转换器的电路结构图1所示。图1中，由于运放A的负反馈作用使其反向输入端为虚地，分别与正基准电源+VREF和负基准电源一VREF相连的两组R-2R电阻网络可以看成独立的，其中一个R-2R电阻网络内的电阻对另一个内的电阻不会产生任何影响。两个R-2R电阻网络流向运放反向端的输出电流满足线性叠加>5_理，在运放反馈电阻^F上流过的电流为 in= VREF/R X (2" X D12+2-2 X D,. .+2-12 X Di)一 VREF/RX (2"XD,2+2'2xDu+…+2"2xDi) (1)当D12 D1为"100000000000"时，由于I+VreH-卜VreH， D/A转换器的输出电压VouT的理论值为0V，而实际由于工艺相对精度的影响而无法达到理论值，所以必须通过激光修调(通过激光切割电阻，增大电阻阻值)达到。修调双极零点的等效电路图如图2所示。图2中，RDAC+和RDAC-是连接到正基准电源+VREF和负基准电源-VREF的R-2R电阻网络的等效电阻。 一般，RDAC+#RDAC-，则需要 通过激光电阻修调，将两个等效电阻修调成相等。等效电阻是由电阻网络组成，而电阻网络内的电阻是要求完全成比例的，因 为它的比例精度直接决定D/A转换器的微分误差。修调双极零点时，为了不影响D/A转换器的微分误差，必须对其中一个R-2R电阻网络内的每一个电阻进行 按比例修调，然后使整个电阻网络修调后的等效电阻与另一个电阻网络的等效电 阻的阻值相等。具体修调步骤如下1) 修调双R-2R结构D/A转换器的微分误差。2) 测试全"0"输入和全"1"输入条件下的正、负满度输出电压值，设为VF.和 VF+。3) 判断Vf.和vf+绝对值的大小。若IVf.WVf+I，则按比例修调图1中与正基准电 源+Vref連接的R-2R电阻网络中的所有阻值为2R的电阻(即修调等效电阻RDAC+)，直至IVf.I叫Vf+I;若IVfWVf+I，则按比例修调图1中与负基准电源-vref连接的R-2R电阻网络中的所有阻值为2R的电阻(即修调等效电阻RDAc.)，直 至IVf」叫Vf+I。按照上述修调步骤，对一个常规的12位双R-2R结构的D/A转换器，完成 一次双极零点修调需要修调12个电阻。本发明的12位双R-2R结构D/A转换器的电路结构图如图3所示。在R-2R 电阻网络RNET+与正基准电源+vref之间串接一个电阻Rl，在R-2R电阻网络 RNET —与负基准电源一 VREF之间串接 一 个电阻R2 。由于电阻R1和R2是串接在基准电源与R-2R电阻网络之间，修调这两个电 阻与修调图2中的Rdac+和Rdac-起到同祥效果，因此可达到实现修调12位双 R-2R结构D/A转换器双极零点的目的。同时，由于电阻Rl和R2位于R-2R电 阻网络之外，修调时，改变此两个电阻的阻值不会影响R-2R电阻网络内电阻的 比例，因而不会影响D/A转换器的微分误差。采用本发明方法的修调步骤如下1) 修调双R-2R结构D/A转换器的微分误差。2) 测试全"0"输入和全"1"输入条件下的正、负满度输出电压值，设为VF.和 VF+。3) 判断Vf.和vf+绝对值的大小。若IVf-WVf+卜则修调图3中的Rl，直至 |VF-|=|VF+|;若IVf-I〈IVf+I，则修调图3中的R2直至IVf」叫Vf小按照上述修调步骤，对一个采用本发明结构的12位双R-2R结构的D/A转 换器，完成一次双极零点修调仅需要修调2个电阻。所述电阻R1、 R2为阻值0.8 lkQ的CrSi金属电阻。本发明的12位双R-2R结构D/A转换器采用常规集成电路工艺制造。
权利要求
1. 一种提高12位双R-2R结构D/A转换器双极零点修调成品率的方法，其特征在于在R-2R电阻网络RNET+与正基准电源+VREF之间串接一个电阻R1，在R-2R电阻网络RNET-与负基准电源-VREF之间串接一个电阻R2；电阻R1的一端与正基准电源+VREF相连，其另一端与R-2R电阻网络RNET+的第一级电阻R及2R相连，电阻R2的一端与负基准电源-VREF相连，其另一端与R-2R电阻网络RNET-的第一级电阻R及2R相连。
2. 根据权利要求1所述的一种提高12位双R-2R结构D/A转换器双极零点 修调成品率的方法，其特征在于所述电阻R1、 R2为阻值0.8 lkQ的CrSi金 属电阻。
全文摘要
本发明公开了一种提高12位双R-2R结构D/A转换器双极零点修调成品率的方法，在R-2R电阻网络RNET+与正基准电源+V<sub>REF</sub>之间串接一个电阻R1，在R-2R电阻网络RNET-与负基准电源-V<sub>REF</sub>之间串接一个电阻R2。采用本发明方法的12位双R-2R结构D/A转换器，只需要修调2个电阻，就可以使双极零点修调满足要求，修调成品率达到90％以上。它适用于10-12位精度的双R-2R电阻网络结构的D/A转换器领域。
文档编号H03M1/80GK101257306SQ20081006953
公开日2008年9月3日 申请日期2008年4月2日 优先权日2008年4月2日
发明者张俊安, 张加斌, 文忠锋, 高煜寒 申请人:中国电子科技集团公司第二十四研究所