CN101295986B

CN101295986B - 具有高驱动能力的数字/模拟转换装置

Info

Publication number: CN101295986B
Application number: CN2007101019857A
Authority: CN
Inventors: 张淙豪; 宋光峰
Original assignee: Novatek Microelectronics Corp
Current assignee: Novatek Microelectronics Corp
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2027-04-27
Also published as: CN101295986A

Abstract

具有高驱动能力的数字/模拟转换装置，包含有一电压产生器，用来产生电压；一分压电路，耦接于该电压产生器，用来根据该电压产生器所产生的电压，输出多个参考电压；一解码单元，用来解码一数字信号；一切换电路，耦接于该分压电路与该解码单元，用来根据该解码单元的解码结果，切换输出该多个参考电压的一参考电压；以及一电流产生器，耦接于该分压电路，用来产生电流至该分压电路。

Description

具有高驱动能力的数字/模拟转换装置

技术领域

本发明涉及一种具有高驱动能力的数字/模拟转换装置，特别涉及一种藉由电流源电路提供驱动电流，改善反应速度不良的问题，并降低寄生电阻影响的电阻串式数字/模拟转换装置。

背景技术

数字/模拟转换器(digital-to-analog converter，DAC)是各种电子装置中常见的电路组件，其可依据一数字输入值来产生相对应的模拟输出电压，以供后端的电路使用。如本领域具有常知识者所知，目前已存在多种实现数字/模拟转换器的技术，其中，电阻串式数字/模拟转换器<R-string DAC>是一直接且电路结构简单的实现方式。

请参考图1，图1为一现有电阻串式数字/模拟转换器10的示意图。数字/模拟转换器10包含有一电压产生器11、一分压电路12、一解码单元13及一切换电路14。电压产生器11包含有一第一电压源110及一第二电压源115，分别用来产生一第一电压V1及一第二电压V2。分压电路12包含有一第一端120、一第二端125、电阻R1～Rn及输出端OP1～OPn。第一端120及第二端125分别耦接于第一电压源110及第二电压源115；电阻R1～Rn串联于一序列，耦接于第一端120与第二端125之间；而输出端OP1～Opn则分别耦接于电阻R1～Rn的相邻电阻间，用来输出参考电压Vref1～Vrefn。因此，分压单元12根据第一电压V1及第二电压V2，藉由电阻R1～Rn分压产生参考电压Vref1～Vrefn，并由输出端OP1～Opn输出。解码单元13用来接收一数字输入值，并据以产生一控制信号Ctr。切换电路14耦接于分压电路12及解码单元13，用来根据解码单元13输出的控制信号Ctr，切换输出参考电压Vref1～Vrefn中的一参考电压。除此之外，为了达到理想电压源的要求，第一电压源110及第二电压源115可藉由负反馈的运算放大器电路实现，如第2、3图所示。

因此，现有数字/模拟转换器10藉由分压电路12的电阻串，分压产生所需的参考电压Vref1～Vrefn，以及藉由解码单元13根据输入的数字信号，解码输出控制信号Ctr，使切换电路14能正确地切换输出一对应于输入的数字信号的模拟电压。

由于现今的电阻串式数字/模拟转换器主要用于产生单一模拟输出电压，因此电阻串的每一分压点<即输出端OP1～Opn>的输出负载都很小。然而，在某些特定领域的应用中，如液晶显示器的源极驱动器中的电阻串式数字/模拟转换器，常常需要在同一时间输出多组模拟电压，因此会有多组切换电路14耦接于分压电路13，导致分压电路12的输出负载也随着大幅地提高。一般而言，当数字/模拟转换器10的输出电压改变时，第一电压源110及第二电压源115会根据输出负载的变化，改变输出对应的驱动电流。然而，运算放大器运作时需要一反应时间，尤其是在较大输出负载的应用中，由于驱动电流变化的幅度太大，导致藉由负反馈运算放大器实现的电压源电路会有反应速度不佳的问题产生。

除此之外，在线路布局时，在电压源110、115及分压电路12之间往往会存在寄生电阻PR1、PR2，如图1所示，导致电压源110、115产生的部分电压损失在寄生电阻PR1、PR2上，使得分压电路12输出的参考电压Vref1～Vrefn产生误差，因而影响输出模拟电压的准确度。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供一种具有高驱动能力的数字/模拟转换装置。

本发明揭露一种具有高驱动能力的数字/模拟转换装置，包含有：一分压电路，耦接于一电压产生器，用来根据该电压产生器所产生的电压，输出多个参考电压，所述分压电路包括：一第一端；一第二端；多个电阻，串联于一序列，耦接于该第一端与该第二端之间；以及多个输出端，每一输出端耦接于该多个电阻的相邻电阻间，用来输出一参考电压至该切换电路；所述电压产生器，包含有：一第一电压源，耦接于该第一端，用来产生一第一电压；以及一第二电压源，耦接于该第二端，用来产生一第二电压；；一解码单元，用来解码一数字信号；一切换电路，耦接于该分压电路与该解码单元，用来根据该解码单元的解码结果，切换输出该多个参考电压的一参考电压；以及一电流产生器，包含有：一第一电流源，耦接于该第一端，用来产生一第一驱动电流至该第一端；以及一第二电流源，耦接于该第二端，用来自该第二端汲取一第二驱动电流。

附图说明

图1为现有电阻串式数字/模拟转换器的示意图。

图2为图1中第一电压源的示意图。

图3为图1中第二电压源的示意图。

图4为本发明具有高驱动能力的数字/模拟转换装置的示意图。

图5为本发明实施例具有高驱动能力的数字/模拟转换器的示意图。

图6为图5中切换电路的实施例示意图。

附图符号说明

10、50 数字/模拟转换器

40 数字/模拟转换装置

11、41、51 电压产生器

12、42、52 分压电路

13、43、53 解码单元

14、44、54 切换电路

45、55 电流产生器

56 负载单元

110、115、510、515 电压源

550、555 电流源

V1、V2 电压

120、125、520、525 端点

R1～Rn 电阻

OP1～Opn 输出端

Vref1～Vrefn 参考电压

Ctr 控制信号

PR1、PR2 寄生电阻

I1、I2 驱动电流

具体实施方式

请参考图4，图4为本发明具有高驱动能力的数字/模拟转换装置40的示意图。数字/模拟转换装置40包含有一电压产生器41、一分压电路42、一解码单元43、一切换电路44及一电流产生器45。分压电路42耦接于电压产生器41，用来根据电压产生器41所产生的电压，输出参考电压Vref1～Vrefn。解码单元43用来解码数字信号，并将解码结果输出至切换电路44。切换电路44耦接于分压电路42与解码单元43，用来根据解码单元43的解码结果，切换输出参考电压Vref1～Vrefn的一参考电压。电流产生器45耦接于分压电路42，用来产生驱动电流至分压电路42。

因此，在数字/模拟转换装置40中，分压电路42根据电压产生器41产生的电压，输出参考电压Vref1～Vrefn，而解码单元43则根据输入的数字信号，输出解码结果，使切换电路44可正确地切换输出一对应于输入的数字信号的模拟参考电压。除此之外，本发明藉由电流产生器45提供驱动电流至分压电路42，提高数字/模拟转换装置40的驱动能力，以降低对电压产生器41驱动能力的需求，改善反应速度不良的问题。

请参考图5，图5为本发明实施例具有高驱动能力的数字/模拟转换器50的示意图。数字/模拟转换器50用来实现图4的数字/模拟转换装置40，其包含有一电压产生器51、一分压电路52、一解码单元53、一切换电路54、一电流产生器55及一负载单元56。电压产生器51包含有一第一电压源510及一第二电压源515，分别用来产生一第一电压V1及一第二电压V2。分压电路52包含有一第一端520、一第二端525、电阻R1～Rn及输出端OP1～OPn。电压产生器51、分压电路52、解码单元53及切换电路54的运作方式类似于图1中的电压产生器11、分压电路12、解码单元13及切换电路14，在此不赘述。其中，切换电路54可以如图6所示实现，但不局限于此。电流产生器55包含有一第一电流源550及一第二电流源555。第一电流源550耦接于分压电路52的第一端520，用来产生一第一驱动电流I1至分压电路52。第二电流源555耦接于分压电路52的第二端525，用来自分压电路52汲取一第二驱动电流I2。另外，负载单元56耦接于切换电路54，用来接收切换电路54输出的模拟参考电压。

相较于现有技术藉由电压源电路提供驱动电流，本发明数字/模拟转换器50的输出电压改变时，第一电流源550及第二电流源555会根据分压电路52的输出负载的变化，立即提供驱动电流I1、I2至分压电路52，而不需再等到电压源510、515做出反应。如此一来，数字/模拟转换器50的反应速度可大幅地提高，并且由于电压源510、515不需提供驱动电流，因此线路布局的面积也可大幅地缩小，以节省生产成本。换句话说，电压源510、515只需提供稳定的电压V1、V2，而不需要很高的驱动能力。除此之外，由于驱动电流大部分由电流源550、555所提供，因此流过寄生电阻PR1、PR2的电流也大幅地减少，导致损失在寄生电阻上的电压也跟着变小。如此一来，本发明可大幅地降低寄生电阻的影响，使得分压电路52输出的参考电压Vref1～Vrefn更为精准，进而提高输出模拟电压的准确度。值得注意的是，数字/模拟转换器50仅为本发明的一实施例，本领域具有常知识者依据实际需求作适当的修改，皆在本发明的范围内。

综上所述，本发明数字/模拟转换装置藉由电流源电路提供驱动电流，改善现有技术反应速度不良的问题，并且降低对电压源电路具有高驱动能力的需求。除此之外，本发明可减少流经寄生电阻的电流，降低寄生电阻的影响，因而大幅地提高输出模拟电压的准确度。

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

1.一种具有高驱动能力的数字/模拟转换装置，包含有：

一分压电路，耦接于一电压产生器，用来根据该电压产生器所产生的电压，输出多个参考电压，所述分压电路包括：一第一端；一第二端；多个电阻，串联于一序列，耦接于该第一端与该第二端之间；以及多个输出端，每一输出端耦接于该多个电阻的相邻电阻间，用来输出一参考电压至该切换电路；

所述电压产生器，包含有：一第一电压源，耦接于该第一端，用来产生一第一电压；以及一第二电压源，耦接于该第二端，用来产生一第二电压；

一解码单元，用来解码一数字信号；

一切换电路，耦接于该分压电路与该解码单元，用来根据该解码单元的解码结果，切换输出该多个参考电压的一参考电压；以及

一电流产生器，包含有：一第一电流源，耦接于该第一端，用来产生一第一驱动电流至该第一端；以及一第二电流源，耦接于该第二端，用来自该第二端汲取一第二驱动电流。

2.如权利要求1所述的数字/模拟转换装置，其中，第一电压源包含一电压缓冲电路。

3.如权利要求2所述的电阻串式数字/模拟转换装置，其中，电压缓冲电路是一负反馈的运算放大器电路。

4.如权利要求1所述的数字/模拟转换装置，其中，第二电压源包含一电压缓冲电路。

5.如权利要求4所述的电阻串式数字/模拟转换装置，其中，电压缓冲电路是一负反馈的运算放大器电路。

6.如权利要求1所述的数字/模拟转换装置，其中，切换电路另耦接于一负载单元，用来接收该切换电路输出的电压。

7.如权利要求1所述的数字/模拟转换装置，其另包含一电压缓冲电路，耦接于该切换电路，用以缓冲该切换单元输出的电压。

8.如权利要求7所述的数字/模拟转换装置，其中，电压缓冲电路是一负反馈的运算放大器电路。