CN100444517C - 直流偏移校正装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种直流偏移(DC offset)校正装置，用来校正一增益级(gain stage)输出信号的直流偏移情形，该直流偏移校正装置包含有：一数字至模拟转换器(digital-to-analog converter，DAC)，电连接于该增益级，用来依据该增益级输出信号的直流偏移情形产生一电流信号；以及一电流至电流转换器(current-to-currentconverter)，电连接于该数字至模拟转换器与该增益级，用来将该电流信号进行缩小处理以产生一补偿信号，以降低该增益级输出信号的直流偏移情形。

Description

直流偏移校正装置

技术领域

本发明提供一种直流偏移校正装置，尤指一种用来降低电路的直流偏移情形的校正装置。

背景技术

在以往的无线通讯应用中，大多数的射频传输接收器(RFtransceiver)是采用传统的“超外差”(super-heterodyne)架构。超外差架构的传输接收器虽拥有良好的效能，但必须使用成本昂贵且体积庞大的中频表面声波滤波器(IF SAW Filter)等许多组件，使得系统复杂度与生产成本较高。

近来许多射频传输接收器改采“直接转换”(direct conversion)型的架构，来改良上述超外差式传输接收器的问题。直接转换又称为零中频(zero IF)，其是将所接收的射频信号直接降至基频。相较于传统的超外差架构，直接转换型传输接收器可省却昂贵的SAW滤波器、中频至基频转换电路、以及镜像拒斥滤波器(image reject filter)等组件，故可降低电路所需的成本与空间。

然而，在实际应用上，直接转换型的架构常会面临直流偏移(DCoffset)的问题而使效能受到严重影响。直流偏移不但会使混波器所输出的信号失真走样，还可能造成后级电路(例如模拟至数字转换器，ADC)的饱和(saturation)，进而降低了接收电路的整体效能。

Tilley等人于UP Patent 6225848，“Method and apparatus forsettling and maintaining DC offset”以及UP Patent 6356217，“Enhanced DC offset correction through bandwidth and clock speedselection”当中，提出了设置一直流偏移校正回路来校正电路的直流偏移的架构。在前述的直流偏移校正回路中，利用二元搜寻(binarysearch)算法调整一电压型数字至模拟转换器(digital-to-analogconverter，DAC)的输出电压，来达成校正电路的直流偏移的目的。若要提升校正的精确度，则需增加额外的电压型数字至模拟转换器与运算传导放大器(operational transconductance amplifier，OTA)。

然而，前述提升直流偏移校正精确度的方法，不仅会造成电路成本的增加，且校正的精确度仍受限于所使用的电压型数字至模拟转换器本身的分辨率限制。换言之，公知技术显然无法同时满足降低电路成本与提升校正精确度的双重要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可同时降低电路成本与提升校正的精确度的直流偏移校正装置。

本发明的较佳实施例中提供一种直流偏移(DC offset)校正装置，用来校正一增益级(gain stage)输出信号的直流偏移情形，该直流偏移校正装置包含有：一数字至模拟转换器(digital-to-analog converter，DAC)，电连接于该增益级，用来依据该增益级输出信号的直流偏移情形产生一电流信号；以及一电流至电流转换器(current-to-currentconverter)，电连接于该数字至模拟转换器与该增益级之间，用来将该电流信号先转换至电压域加以放大，再转换回电流域进行缩小处理以产生一补偿信号，以降低该增益级输出信号的直流偏移情形。

本发明的较佳实施例中所提供的另一种直流偏移校正装置包含有一数字至模拟转换器(DAC)，电连接于该增益级，用来依据该增益级输出信号的直流偏移情形产生一电流信号；一第一电流至电流转换器，电连接于该数字至模拟转换器与该增益级之间，用来将该电流信号先转换至电压域加以放大，再转换回电流域进行缩小处理以产生一第一补偿信号；以及一第二电流至电流转换器，电连接于该数字至模拟转换器与该增益级之间，用来依据一参考电流产生一第二补偿信号；其中该第一、第二补偿信号是用来降低该增益级输出信号的直流偏移情形。

本发明的较佳实施例中另提供一种直流偏移校正装置，其包含有一第一数字至模拟转换器，电连接于该增益级，用来依据该增益级输出信号的直流偏移情形产生一第一电流信号；一第一电流至电流转换器，电连接于该第一数字至模拟转换器与该增益级之间，用来将该第一电流信号先转换至电压域加以放大，再转换回电流域进行缩小处理以产生一第一补偿信号；一第二数字至模拟转换器，电连接于该增益级，用来依据该增益级输出信号的直流偏移情形产生一第二电流信号；以及一第二电流至电流转换器，电连接于该第二数字至模拟转换器与该增益级之间，用来将该第二电流信号先转换至电压域加以放大，再转换回电流域进行缩小处理以产生一第二补偿信号；其中该第一、第二补偿信号是用来降低该增益级输出信号的直流偏移情形。

本发明的优点是利用电流型数字至模拟转换器来取代公知技术中的电压型数字至模拟转换器，可降低电路成本，并且藉由电流至电流转换器的运作，可缩小电流型数字至模拟转换器所输出的电流信号的刻度，进而达成提升校正精准度的目的。

附图说明

图1为应用本发明的直流校正装置的一信号接收器的第一实施例简化后的局部方块图。

图2为图1中的电流型数位置模拟转换器的第一实施例的示意图。

图3为图1中的电流型数位置模拟转换器的第二实施例的示意图。

图4为图1中的电流型数位置模拟转换器的第三实施例的示意图。

图5为应用本发明的直流校正装置的一信号接收器的第二实施例简化后的局部方块图。

图6为应用本发明的直流校正装置的一信号接收器的第三实施例简化后的局部方块图。

图7为应用本发明的直流校正装置的一信号接收器的第四实施例简化后的局部方块图。

图8为应用本发明的直流校正装置的一信号接收器的第五实施例简化后的局部方块图。

图9为应用本发明的直流校正装置的一信号接收器的第六实施例简化后的局部方块图。

图10为一差动式增益级的一实施例的示意图。

100、500、600、700、800、900信号接收器

110、610、810、910前级电路

120、520、620、720、820、920、1000增益级

122、124电阻

126电容

130、630、830、930控制电路

132、632、832、932比较电路

134、634、834、934处理单元

140、640、840、942、944电流型数字至模拟转换器

150、650、850、860、950、960电流至电流转换器

152、652、852、862、952、962电流至电压转换器

154、654、854、864、954、964补偿信号产生器

具体实施方式

本发明所提出的直流偏移校正装置，除可应用于直接转换型架构、或超外差型架构的信号接收器(receiver)、或传输接收器(transceiver)外，亦可应用于其它需消除直流偏移的电子电路。为方便描述，以下将以应用本发明的直流偏移校正装置的射频信号接收器为例，来说明本发明的直流偏移校正装置的架构与运作方式。惟需注意，以下所揭露的实施例，旨在说明而非局限本发明的应用范畴。

请参考图1，其所绘示为应用本发明的直流偏移校正装置的一信号接收器(receiver)100简化后的局部方块图。信号接收器100包含有一前级电路110以及一增益级(gain stage)120。在采用直接转换(direct conversion)型架构的接收器中，前级电路110通常会包含一混波器(mixer)，用来将接收信号的频率降至基频(baseband)，但在本发明中，前级电路110亦可以是另一增益级电路。如图1所示，增益级120为一单端式(single-end)增益电路，其增益大小由电阻124与122的电阻值R₂与R₁来决定，而增益级120的频宽(bandwidth)则是由电阻124的电阻值R₂与电容126的电容值C₂来决定。

在本实施例中，本发明的直流偏移校正装置包含一控制电路130、一电流型数字至模拟转换器(current DAC)140、以及一电流至电流(current-to-current，I-to-I)转换器150。如业界公知，即使前级电路110的输入端没有输入信号，其输出端仍可能会产生(induce)些许直流偏压(DC bias)，亦即所谓的直流偏移(DC offset)现象。由于后续的增益级120会进一步将前级电路110的直流偏移加以放大，因而可能造成后级电路的饱和(saturation)，而影响到电路的效能。在本发明的直流偏移校正装置中，控制电路130会依据增益级120输出信号的直流偏移情形产生一n位的数字控制信号。电流型数字至模拟转换器140会依据该数字控制信号产生一电流信号。电流至电流转换器150，则会缩小该电流信号的刻度(scale)以产生一补偿信号，以降低增益级120输出信号的直流偏移情形。

本发明的直流偏移校正装置藉由电流至电流转换器150缩小该电流信号的刻度，除可提升校正的精确度外，亦可降低对电流型数字至模拟转换器140输出信号分辨率的要求，进而可降低电流型数字至模拟转换器140的电路成本。以下将进一步说明本发明的直流偏移校正装置的运作情形。

如前所述，控制电路130会依据增益级120输出信号的直流偏移情形产生n位的数字控制信号。在一较佳实施例中，控制电路130另包含有一比较电路(comparing circuit)132，以及用来产生该n位数字控制信号的一处理单元(processor)134。比较电路132是用来比较增益级120的输出信号与一参考位准的大小，可用一比较器(comparator)、一限制器(limiter)、或是一模拟至数字转换器(ADC)等电路来实现。在一较佳实施例中，比较电路132是于前级电路110没有输入信号时比较增益级120的输出信号与该参考位准的大小。一般而言，此时增益级120的输出信号位准的冀望值为零(意即直流偏移值为零)，故该参考位准可设为零。

处理单元134会依据比较电路132的比较结果，进行一种二元搜寻运算(binary search)，并依序由最高位(MSB)至最低位(LSB)逐步(bit-by-bit)设定该数字控制信号的各位值。每当处理单元134完成设定该数字控制信号的一位值时，电流型数字至模拟转换器140会相对应地调整其输出的该电流信号的大小。而在处理单元134设定该数字控制信号的下一位值前，电流型数字至模拟转换器140输出的电流会保持固定。当控制电路130的处理单元134完成该数字控制信号所有位值的设定后，电流型数字至模拟转换器140输出的该电流信号将会保持于最终的值。

在本发明的直流偏移校正装置的架构中，处理单元134可随着所搭配的电流型数字至模拟转换器140类型的不同，来调整设定该数字控制信号的方式。

举例而言，图2绘示图1中的电流型数字至模拟转换器140的一第一实施例的示意图。在图2中，处理单元134所输出的该数字控制信号可表示为一控制字节{a_n-1，...，a₁，a₀}，其中，a_n-1是对应于该数字控制信号的最高位(MSB)，而a₀则对应于最低位(LSB)。在一实施例中，处理单元134可逐步将该数字控制信号各位的值a_m分别设定为0或1，以使电流型数字至模拟转换器140据以控制各电流源CS_m所对应的开关SW_m，以调整总输出电流的大小，其中m＝0，1，...，n-1。在本实施例中，当一控制位值a_m为1时，电流型数字至模拟转换器140会控制对应的一开关SW_m形成通路(close)；当该控制位值a_m为0时，电流型数字至模拟转换器140则会控制该开关SW_m形成断路(open)。如此一来，当{a_n-1，...，a₁，a₀}均设定为0时，电流型数字至模拟转换器140所输出的总电流大小为0；而当{a_n-1，...，a₁，a₀}均设定为1时，电流型数字至模拟转换器140所输出的总电流大小则为 $\underset{m=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{a}_m\·2^m\·I_0,$ 其中I₀为一常数。实际操作上，亦可将电流型数字至模拟转换器140当中的各电流源皆设计成提供负向电流。在此情况下，当{a_n-1，...，a₁，a₀}均设定为1时，电流型数字至模拟转换器140所输出的总电流大小将会是 $-\underset{m=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{a}_m\·2^m\·I_0.$ 由上述可知，在图2的实施例中，电流型数字至模拟转换器140只会输出正向电流或负向电流的其中之一。

此外，亦可将电流型数字至模拟转换器140的架构设计为可提供正向或负向的输出电流，以扩展应用的范围。例如，图3绘示图1中的电流型数字至模拟转换器140的一第二实施例的示意图。如图3所示，电流型数字至模拟转换器140包含有一提供负向电流的电流源CS’，与多个提供正向电流的电流源CS₀-CS_n-1。在一实施例中，控制字节{a_n-1，...，a₁，a₀}的初始值均设定为0，处理单元134会对该数字控制信号各位依序做设定调整。当针对某位a_m做处理时，会先把该位a_m的值设为1，然后再依据比较电路132的比较结果将该位a_m设定为0或1，以使电流型数字至模拟转换器140据以控制电流源CS_m所对应的开关SW_m，以调整总输出电流的大小。在本实施例中，同样假设当一控制位值a_m为1时，电流型数字至模拟转换器140会控制对应的一开关SW_m形成通路；当该控制位值a_m为0时，电流型数字至模拟转换器140则会控制该开关SW_m形成断路。如此一来，电流型数字至模拟转换器140所输出的总电流大小可表示为 $-2^{n-1}\·I_0+\underset{m=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{a}_m{\·2}^m\·I_0,$ 其中I₀为一常数。在实际应用上，亦可将图3的实施例的架构，改为一提供正向电流的电流源与多个提供负向电流的电流源的组合。在此情形下，电流型数字至模拟转换器140所输出的总电流大小会变更为 $2^{n-1}\·I_0-\underset{m=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{a}_m\·2^m\·I_0.$

图4所绘示为本发明的电流型数字至模拟转换器140的一第三实施例的示意图。如图4所示，电流型数字至模拟转换器140包含有多个提供负向电流的电流源CS’₀-CS’_n-1，与多个提供正向电流的电流源CS₀-CS_n-1。在一较佳实施例中，处理单元134可逐步将该数字控制信号{a_n-1，...，a₁，a₀}的各位值分别设定为1或-1，以分别控制开关SW₀-SW_n-1、SW’₀-SW’_n-1的开关状态，进而分别控制多个提供正向电流的电流源CS₀-CS_n-1及多个提供负向电流的电流源CS’₀-CS’_n-1是否贡献至最后的总电流值。实际操作上，各位的初始值可皆设为0，以使电流型数字至模拟转换器140的所有开关SW₀-SW_n-1、SW’₀-SW’_n-1均保持于断路状态，因此，电流型数字至模拟转换器140输出的初始总电流值为0。举例而言，当最高位(MSB)的值a_n-1被设定为1时，电流型数字至模拟转换器140会控制开关SW_n-1形成通路(close)，并控制开关SW’_n-1形成断路(open)，以提供正向的电流2^n-1*I₀。当位值a₁被设定为-1时，则电流型数字至模拟转换器140会控制开关SW₁形成断路，并控制开关SW’₁形成通路，以提供负向的电流2¹*I₀，其余情形依此类推。换言之，在本实施例中，当处理单元134将{a_n-1，...，a₁，a₀}均设定为1时，电流型数字至模拟转换器140所输出的总电流大小为 $\underset{m=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}1\·2^m\·I_0;$ 而当{a_n-1，...，a₁，a₀}均设定为-1时，电流型数字至模拟转换器140所输出的总电流大小则为 $\underset{m=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}(-1)\·2^m\·I_0.$

在实际操作上，除前述实施例外，处理单元134还可利用各种公知的逐次逼近缓存器(Successive Approximation Register，SAR)，或是可进行二元搜寻算法的软件来实现，其实施方式为业界公知，故在此不予赘述。

请再参考图1，在本发明的一较佳实施例中，电流至电流转换器150另包含一电流至电压(current-to-voltage，I-to-V)转换器152，电连接于数字至模拟转换器140；以及一补偿信号产生器154，电连接于电流至电压转换器152与增益级120。电流至电压转换器152是用来将电流型数字至模拟转换器140所输出的该电流信号由电流域(current domain)转换至电压域(voltage domain)，并加以放大。补偿信号产生器154则是用来将该电压信号转换回电流域，并同时对信号进行缩小处理，以产生一补偿信号来降低增益级120输出信号的直流偏移情形。实际操作上，补偿信号产生器154可用一电压至电流(voltage-to-current，V-to-I)转换器来实现，例如，补偿信号产生器154可以是一电阻器。

在此需注意，本发明的电流至电流转换器150的功用并非仅单纯将电流型数字至模拟转换器140所输出的电流信号先由电流域转换至电压域，然后再转换回电流域。详细而言，本发明的电流至电流转换器150是先利用电流至电压转换器152于转换信号型态至电压域的同时，放大信号的刻度(scale)，接着再于利用补偿信号产生器154将信号型态转换回电流域的同时，将信号的刻度加以缩小，使得本发明具有精细调整补偿信号大小的能力。例如，在一较佳实施例中，补偿信号产生器154可用一电阻单元来实现。改变补偿信号产生器154的电阻值将可调整该补偿信号的刻度。一般而言，补偿信号产生器154的电阻值越高，该补偿信号的刻度会越小，本发明微调补偿信号大小的分辨率就越高。

本发明的电流至电流转换器150这样做的目的，是在于使补偿信号产生器154所输出的该补偿信号的刻度，小于电流型数字至模拟转换器140原先所输出的该电流信号的刻度。换言之，藉由前述的转换过程，该补偿信号的分辨率(resolution)会较电流型数字至模拟转换器140原先输出的该电流信号来得高。该补偿信号的分辨率可藉由改变电流至电压转换器152放大信号的程度，或补偿信号产生器154的电压至电流转换特性来调整。此外，提升电流至电压转换器152放大信号的程度，并配合上具有适当等效电阻值的补偿信号产生器154，将可更精确地控制该补偿信号的分辨率。

另一方面，由于本发明的电流至电流转换器150可提升该补偿信号的分辨率之故，因而可降低对电流型数字至模拟转换器140分辨率的要求。如此一来，电流型数字至模拟转换器140所需的电路成本或电路面积将可有效降低。

实作上，另可于增益级120至控制电路130的信号路径上设置一开关(未显示)，以使处理单元134于完成该数字控制信号所有位值的设定后，可控制该开关将该信号回授路径设为断路(open)状态。此架构于以下各实施例中均适用，为简洁起见，以下将不再重复说明。

请注意，图1中所绘示的增益级120仅为一示意电路，应用上，增益级120可为一滤波器(filter)、或一可程序增益放大器(PGA)等等不同的增益电路。甚至，本发明的直流偏移校正装置的架构，亦可用来同时校正多个增益电路的直流偏移。例如，图5所绘示为应用本发明的直流校正装置的信号接收器的第二实施例简化后的局部方块图。图5的一信号接收器500与前述的信号接收器100很类似，两者的不同点仅在于信号接收器500的增益级520包含了多个增益电路。在实际应用上，增益级520中的多个增益电路可分别为不同功能的增益电路。在图5与图1中编号相同的组件，其实施方式与运作方式实质上相同，故不再赘述。

请参考图6，其绘示为应用本发明的直流校正装置的信号接收器的第三实施例简化后的局部方块图。如图6所示，一信号接收器600包含有一前级电路610以及一差动式增益级620。本发明的直流偏移校正装置包含一控制电路630、一电流型数字至模拟转换器640、以及一电流至电流转换器650。其中，控制电路630另包含有一比较电路632以及一处理单元634，而电流至电流转换器650另包含有一电流至电压转换器652以及一补偿信号产生器654。一般而言，差动式增益级620中的电阻R_1A的电阻值会与电阻R_1B相同，电阻R_2A的电阻值会与电阻R_2B相同，而电容C_2A的电容值则会与电容C_2B相同。

由于本实施例中的增益级620为一差动式增益电路，因此，控制电路630的比较电路632于运作时是比较增益级620的差动式输出的两信号，来检测增益级620的直流偏移情形。处理单元634与电流型数字至模拟转换器640的运作方式，分别与前述图1的处理单元134及电流型数字至模拟转换器140实质上相同，为简洁起见，在此不再赘述。

同样地，电流至电流转换器650会先利用电流至电压转换器652，将电流型数字至模拟转换器640的输出信号由电流域转换至电压域并同时放大其刻度，接着再利用补偿信号产生器654将信号型态转换回电流域并缩小信号的刻度。如前所述，这样的转换方式可使补偿信号产生器654输出的一补偿信号的分辨率(resolution)较电流型数字至模拟转换器640原先输出的该电流信号来得高。同理，在实际操作上补偿信号产生器654可用一电压至电流(voltage-to-current，V-to-I)转换器来实现。例如，补偿信号产生器654可用一电阻单元来实现，且该补偿信号的分辨率可藉由改变电流至电压转换器652放大信号的程度或补偿信号产生器654的电阻值来调整。补偿信号产生器654所输出的该补偿信号，是用来补偿增益级620的两差动式输入路径其中之一的信号，以校正增益级620的直流偏移情形。

请注意，图6中所绘示的增益级620仅为一示意电路，实际操作上，增益级620可为各种类型的差动式增益电路。甚至，本发明的直流偏移校正装置的架构，亦可用来同时校正多个差动式增益电路的直流偏移。例如，图7所绘示为应用本发明的直流校正装置的信号接收器的第四实施例简化后的局部方块图。在图7所示的一信号接收器700中，其增益级720包含了多个差动式增益电路。在实际应用上，增益级720当中的多个增益电路可分别为不同功能的差动式增益电路。在图7与图6中编号相同的组件，其实施与运作方式实质上相同，不再赘述。

图8所绘示为应用本发明的直流校正装置的信号接收器的第五实施例简化后的局部方块图。如图8所示，一信号接收器800包含有一前级电路810以及一差动式增益820。本发明的直流偏移校正装置包含一控制电路830、一电流型数字至模拟转换器840、一第一电流至电流转换器850、以及一第二电流至电流转换器860。同样地，增益级820可为各种类型的差动式增益电路或包含有多个差动式增益电路。控制电路830包含有一比较电路832以及一处理单元834。第一电流至电流转换器850包含有一电流至电压转换器852以及一补偿信号产生器854，而第二电流至电流转换器860包含有一电流至电压转换器862以及一补偿信号产生器864。控制电路830的比较电路832用来比较增益级820的差动式输出的两信号，以检测增益级820的直流偏移情形，而处理单元834会依据比较电路832比较的结果产生一数字控制信号。如前所述，该数字控制信号是用来控制电流型数字至模拟转换器840产生一电流信号。同样地，第一电流至电流转换器850是利用电流至电压转换器852及补偿信号产生器854，将该电流信号转换成具有较高分辨率的一第一补偿信号，以补偿增益级820的两差动式输入路径其中之一的信号。

由于在实际电路中，第一电流至电流转换器850自身亦可能导致些许的直流偏移。第一电流至电流转换器850所导致的直流偏移通常很细微，但仍可能造成增益级820的后级电路(例如模拟至数字转换器，ADC)的有效工作范围产生偏移的情形。因此，本实施例中，是利用第二电流至电流转换器860依据一参考电流输出一第二补偿信号至增益级820的两差动式输入路径的另一路径，以抵销第一电流至电流转换器850所引致的直流偏移。在实际操作上，该参考电流的值可为零。为了能将第一电流至电流转换器850所导致的直流偏移降至最低，在一较佳实施例中，第二电流至电流转换器860中的电流至电压转换器862与第一电流至电流转换器850中的电流至电压转换器852具有相同的电流至电压转换特性。此外，补偿信号产生器864亦与补偿信号产生器854具有相同的电压至电流转换特性。例如，可利用具有相同电阻值的两电阻单元来分别实现补偿信号产生器864与补偿信号产生器854。

请参考图9，其所绘示为应用本发明的直流校正装置的信号接收器的第六实施例简化后的局部方块图。在本实施例中，一信号接收器900包含有一前级电路910以及一差动式增益级920。本发明的直流偏移校正装置包含一控制电路930、一第一电流型数字至模拟转换器942、一第二电流型数字至模拟转换器944、一第一电流至电流转换器950、以及一第二电流至电流转换器960。与前述的第五实施例类似，控制电路930包含有一比较电路932以及一处理单元934；第一电流至电流转换器950包含有一电流至电压转换器952以及一补偿信号产生器954；而第二电流至电流转换器960包含有一电流至电压转换器962以及一补偿信号产生器964。

由前述实施例的说明可知，倘若电流至电压转换器952的电流至电压转换特性与电流至电压转换器962相同，且补偿信号产生器954的电压至电流转换特性亦与补偿信号产生器964相同，则可使第一电流至电流转换器950与第二电流至电流转换器960所导致的直流偏移互相抵销至最低程度。同样地，补偿信号产生器954与964可用电压至电流转换特性相同的两电压至电流转换器来实现，例如，可用具有相同电阻值的两电阻单元来实现。

与前述图8的实施例的不同点，在于本实施例中设置了两个电流型数字至模拟转换器(942及944)，且控制电路930的处理单元934会依据比较电路932的比较结果，产生一第一控制信号与一第二控制信号，以分别控制电流型数字至模拟转换器942及944输出的电流大小。电流型数字至模拟转换器942会依据该第一控制信号输出一第一电流信号至第一电流至电流转换器950；而电流型数字至模拟转换器944会依据该第二控制信号输出一第二电流信号至第二电流至电流转换器960。由于增益级920为一差动式增益级，因此，增加一特定电流量至增益级920的两差动式输入路径的其中之一所造成的效果，相当于自增益级920的另一输入路径中减少该特定电流量。基于此点特性，处理单元934于设定该第一与第二控制信号时，可单纯地将两控制信号中相对应的位值设定为相反。

例如，假设电流型数字至模拟转换器942及944均以前述图2所示的实施例实现，则当处理单元934将该第一控制信号的最高位值(MSB)设为1时，即可单纯地将该第二控制信号的最高位值设为0；反之，当处理单元934将该第一控制信号的最高位值设为0时，即可单纯地将该第二控制信号的最高位值设为1。此外，本发明的直流偏移校正装置于实际操作上并不限定电流型数字至模拟转换器942的实施方式需与电流型数字至模拟转换器944相同。任何使用两电流型数字至模拟转换器配合两电流至电流转换器来校正增益级输出信号的直流偏移的架构，均涵盖于本发明的实施例的范围内。

请注意，前述实施例中的差动式增益级并不局限于运算放大器(OP-amplifier)架构的差动增益电路。例如，图10所绘示为另一类差动式增益级1000的示意图。前述本发明的直流偏移校正装置，亦可将电流至电流转换器所输出的补偿信号电连接至差动式增益级1000的差动输入端A、A’或负载端B、B’，来校正差动式增益级1000输出信号的直流偏移情形。

由上述各实施例的说明可知，本发明的直流偏移校正装置的架构是藉由电流至电流转换器的运作，将原本电流型数字至模拟转换器所输出的分辨率较低的电流信号，先转换至电压域并加以放大，再转换回电流域，以得到具有较高分辨率且稳态的补偿电流。如此一来，对电流型数字至模拟转换器的输出信号分辨率的要求便可降低，进而可节省其电路成本与电路面积。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (23)

1.一种直流偏移校正装置，用来校正一增益级输出信号的直流偏移情形，其特征在于，该直流偏移校正装置包含有：

一数字至模拟转换器，电连接于该增益级，用来依据该增益级输出信号的直流偏移情形产生一电流信号；以及

一电流至电流转换器，电连接于该数字至模拟转换器与该增益级之间，用来将该电流信号先转换至电压域加以放大，再转换回电流域进行缩小处理以产生一补偿信号，以降低该增益级输出信号的直流偏移情形。

2.按照权利要求1所述的直流偏移校正装置，其特征在于，该电流至电流转换器另包含有：

一电流至电压转换器，电连接于该数字至模拟转换器，用来将该电流信号转换为一电压信号；以及

一补偿信号产生器，电连接于该电流至电压转换器与该增益级之间，用来依据该电压信号产生该补偿信号。

3.按照权利要求2所述的直流偏移校正装置，其特征在于，该补偿信号产生器为一电压至电流转换器。

4.按照权利要求3所述的直流偏移校正装置，其特征在于，该电压至电流转换器为一电阻单元。

5.按照权利要求1所述的直流偏移校正装置，其特征在于，该装置另包含有一控制电路，电连接于该增益级与该数字至模拟转换器之间，用来比较该增益级的一输出信号与一参考位准，并依据比较的结果产生一控制信号；

其中该增益级为一单端式增益级，且该数字至模拟转换器依据该控制信号产生该电流信号。

6.按照权利要求1所述的直流偏移校正装置，其特征在于，该装置另包含有一控制电路，电连接于该增益级与该数字至模拟转换器之间，用来比较该增益级的差动式输出的两信号，并依据比较的结果产生一控制信号；

其中该增益级为一差动式增益级，且该数字至模拟转换器依据该控制信号产生该电流信号。

7.一种直流偏移校正装置，用来校正一增益级输出信号的直流偏移情形，其特征在于，该直流偏移校正装置包含有：

一数字至模拟转换器，电连接于该增益级，用来依据该增益级输出信号的直流偏移情形产生一电流信号；

一第一电流至电流转换器，电连接于该数字至模拟转换器与该增益级之间，用来将该电流信号先转换至电压域加以放大，再转换回电流域进行缩小处理以产生一第一补偿信号；以及

一第二电流至电流转换器，电连接于该数字至模拟转换器与该增益级之间，用来依据一参考电流产生一第二补偿信号；

其中该第一、第二补偿信号是用来降低该增益级输出信号的直流偏移情形。

8.按照权利要求7所述的直流偏移校正装置，其特征在于，该第一电流至电流转换器另包含有：

一第一电流至电压转换器，电连接于该数字至模拟转换器，用来将该电流信号转换为一第一电压信号；以及

一第一补偿信号产生器，电连接于该第一电流至电压转换器与该增益级之间，用来依据该第一电压信号产生该第一补偿信号。

9.按照权利要求8所述的直流偏移校正装置，其特征在于，该第二电流至电流转换器另包含有：

一第二电流至电压转换器，用来依据该参考电流产生一第二电压信号；以及

一第二补偿信号产生器，电连接于该第二电流至电压转换器与该增益级之间，用来依据该第二电压信号产生该第二补偿信号。

10.按照权利要求9所述的直流偏移校正装置，其特征在于，该第一或第二补偿信号产生器为一电压至电流转换器。

11.按照权利要求10所述的直流偏移校正装置，其特征在于，该电压至电流转换器为一电阻单元。

12.按照权利要求11所述的直流偏移校正装置，其特征在于，该第一及第二补偿信号产生器皆为一电阻单元。

13.按照权利要求12所述的直流偏移校正装置，其特征在于，该第一及第二补偿信号产生器具有相同的电阻值，且该第一及第二电流至电压转换器具有相同的电流至电压转换特性。

14.按照权利要求7所述的直流偏移校正装置，其特征在于，该参考电流的电流值为零。

15.按照权利要求7所述的直流偏移校正装置，其特征在于，该装置另包含有一控制电路，电连接于该增益级与该数字至模拟转换器之间，用来比较该增益级的差动式输出的两信号，并依据比较的结果产生一控制信号；

其中该数字至模拟转换器依据该控制信号产生该电流信号。

16.一种直流偏移校正装置，用来校正一增益级的直流偏移，其特征在于，该直流偏移校正装置包含有：

一第一数字至模拟转换器，电连接于该增益级，用来依据该增益级输出信号的直流偏移情形产生一第一电流信号；

一第一电流至电流转换器，电连接于该第一数字至模拟转换器与该增益级之间，用来将该第一电流信号先转换至电压域加以放大，再转换回电流域进行缩小处理以产生一第一补偿信号；

一第二数字至模拟转换器，电连接于该增益级，用来依据该增益级输出信号的直流偏移情形产生一第二电流信号；以及

一第二电流至电流转换器，电连接于该第二数字至模拟转换器与该增益级之间，用来将该第二电流信号先转换至电压域加以放大，再转换回电流域进行缩小处理以产生一第二补偿信号；

其中该第一、第二补偿信号是用来降低该增益级输出信号的直流偏移情形。

17.按照权利要求16所述的直流偏移校正装置，其特征在于，该第一电流至电流转换器另包含有：

一第一电流至电压转换器，电连接于该第一数字至模拟转换器，用来将该第一电流信号转换为一第一电压信号；以及

一第一补偿信号产生器，电连接于该第一电流至电压转换器与该增益级之间，用来依据该第一电压信号产生该第一补偿信号。

18.按照权利要求17所述的直流偏移校正装置，其特征在于，该第二电流至电流转换器另包含有：

一第二电流至电压转换器，电连接于该第二数字至模拟转换器，用来依据该第二电流信号产生一第二电压信号；以及

一第二补偿信号产生器，电连接于该第二电流至电压转换器与该增益级之间，用来依据该第二电压信号产生该第二补偿信号。

19.按照权利要求18所述的直流偏移校正装置，其特征在于，该第一或第二补偿信号产生器为一电压至电流转换器。

20.按照权利要求19所述的直流偏移校正装置，其特征在于，该电压至电流转换器为一电阻单元。

21.按照权利要求20所述的直流偏移校正装置，其特征在于，该第一及第二补偿信号产生器皆为一电阻单元。

22.按照权利要求21所述的直流偏移校正装置，其特征在于，该第一及第二补偿信号产生器具有相同的电阻值，且该第一及第二电流至电压转换器具有相同的电流至电压转换特性。

23.按照权利要求16所述的直流偏移校正装置，其特征在于，该装置另包含有一控制电路，电连接于该增益级与该第一及第二数字至模拟转换器之间，用来比较该增益级的差动式输出的两信号，并依据比较的结果产生对应该直流偏移的一第一控制信号与一第二控制信号；

其中该第一数字至模拟转换器依据该第一控制信号产生该第一电流信号，而该第二数字至模拟转换器依据该第二控制信号产生该第二电流信号。

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