CN106788432A - 数模转换电路 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种数模转换电路，该数模转换电路包括信号幅度检测器和数模转换器，在信号幅度检测器检测出低信号幅度时，数模转换器中第一电流模块正常工作，第二电流模块停止工作，同时第二电流模块在停止工作时处于由第二偏置电路产生的第三偏置电压和第四偏置电压的状态，在该幅度检测器后续检测出高信号幅度时，第二电流模块恢复正常工作，且待第二电流模块正常工作之后再切换回由第一偏置电路产生的第一偏置电压和第二偏置电压，降低第二电流单元在恢复到正常工作之前所产生的非线性问题。

Description

数模转换电路

技术领域

本发明实施例涉及电子技术领域，尤其是一种数模转换器。

背景技术

随着通讯市场的迅猛发展，集成电路中数字和模拟之间的模块变的越来越重要。在视频及无线领域的应用中，数模转换器(Digital-to-Analog Converter，简称DAC)需要具有高速高精度。电流舵型(current steering)DAC被广泛的应用于集成电路当中，current steering结构具有快速、高精度及易于互为冗余金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，简称CMOS)电流集成的优点。

图1为现有技术提供的三态结构DAC的结构图，该DAC结构主要包含两部分：N个电流模块(ICELL1，ICELL2，…，ICELLN)和电流电压转换模块，其中，电流模块用于实现将数字信号转换为模拟电流，每个电流模块包括一个逻辑转换单元和一个电流单元，该逻辑转换单元用于将输入的数字信号DIN转换成用于控制该电流单元正常工作或停止工作的开关控制信号，该电流单元基于接收的开关控制信号控制其所包含的信号开关的断开或闭合以实现正常工作或停止工作，每个电流模块输出两个差分的电流信号给电流电压转换模块，电流电压转换模块用于实现将该电流模块输出的模拟电流信号转换成模拟电压信号。

图1以电流模块ICELL1示例，ICELL1中包含两个电流源Ip与In，分别用于为上面MOS管和下面MOS管提供电流，AVADD表示电源电压，AGND表示接地，偏置电压VBP用于给上面MOS管的栅极提供电压，偏置电压VBN用于给下面MOS管的栅极提供电压，且该电流模块中包含三个并联的开关支路，其中，一个开关支路包含两个串联的SZ信号开关，另外两个开关支路分别包含串联的SN信号开关和SP信号开关，上MOS管的漏极和下MOS管的漏极分别和三个并联的开关支路连接，且分别从上述两个包含串联的SN信号开关和SP信号开关所形成的支路取出两个差分的电流信号提供给电流电压转换模块的运算放大器(OperationalAmplifier，OPA)，在电流电压转换模块中，除了该OPA，还包括两个电阻R1和R2，其中，R1跨接OPA的正输入和负输出，R2跨接OPA的负输入和正输出，且电流电压转换模块通过OPA输出两个模拟电压信号OUTP和OUTN。

针对该种DAC结构的设计，为了减小DAC中电流单元的抖动，降低DAC的非线性，DAC中所有电流单元的开关都不会同时断开，即所有电流单元都处于停止工作状态，因此，无论信号幅度是大或小，该DAC中每个电流单元中都存在电流，进而产生功耗，导致整个DAC的功耗较高。

发明内容

本发明实施例提供一种数模转换电路，用以解决在克服数模转换电路中电流模块抖动性问题的前提下实现基于信号幅度高低来调整数模转换电路所产生的功耗。

第一方面，本发明实施例提供了一种数模转换电路，该数模转换电路包括：信号幅度检测器和数模转换器，该数模转换器包括信号控制器、第一电流模块和第二电流模块；

该信号幅度检测器，用于在第一时间T1检测数字信号的信号幅度为低信号幅度，将用于指示该低信号幅度的第一指示信息发送给该信号控制器；还用于在该第一时间T1之后的第二时间T2检测数字信号的信号幅度为高信号幅度，将用于指示该高信号幅度的第二指示信息发送给该信号控制器；

该信号控制器，用于接收该信号幅度检测器发送的第一指示信息，根据该第一指示信息生成提供给该第一电流模块的第一控制信号和生成提供给该第二电流模块的第二控制信号，其中，该第一控制信号用于控制接收到第一控制信号的电流模块正常工作，该第二控制信号用于控制接收到所述第二控制信号的电流模块停止工作；

该第一电流模块，用于根据第一控制信号进行正常工作，且将第一电流模块中第一MOS管的栅极的偏置电压和第二MOS管的栅极的偏置电压分别设置为第一偏置电压VBP1和第二偏置电压VBN1，其中，第一MOS管的源极接第一模拟电源VADD，第二MOS管的源极接地，第一MOS管的漏极和第二MOS管的漏极耦合，第一偏置电压VBP1和第二偏置电压VBN1由第一偏置电路生成；

该第二电流模块，用于根据第二控制信号停止工作，且将第二电流模块中第三MOS管的栅极的偏置电压从第一偏置电压VBP1切换到第三偏置电压VBP2和将第二电流模块中第四MOS管的栅极的偏置电压从第二偏置电压VBN1切换到第四偏置电压VBN2，其中，第二MOS管的源极接第二模拟电源VADD，第四MOS管的源极接地，第三MOS管的漏极和第四MOS管的漏极耦合，第三偏置电压VBP2和第四偏置电压VBN2由第二偏置电路生成；

该信号控制器，还用于接收该信号幅度检测器发送的第二指示信息，根据第二指示信息生成提供给该第二电流模块的第一控制信号；

该第二电流模块，用于根据接收的第一控制信号恢复正常工作，在正常工作之后，将第三MOS管的栅极的偏置电压从第三偏置电压VBP2切换到第一偏置电压VBP1和将第四MOS管的栅极的偏置电压从第四偏置电压VBN2切换到第二偏置电压VBN1。

其中，电流模块正常工作是指电流模块中的电流处于稳定的状态，当电流处于上升或下降时该电流模块不能正常工作，正常工作时电流模块会产生功耗；电流模块停止工作是指电流模块中所有信号开关均断开，导致电流模块中不存在电流，没有功耗产生。

由上可知，通过在数模转换电路中引入信号幅度检测器，在信号幅度检测器检测出低信号幅度时，由于第一电流模块正常工作，第二电流模块停止工作，导致在低信号幅度时数模转换器的功耗减少，同时第二电流模块在停止工作时处于由第二偏置电路产生的第三偏置电压和第四偏置电压的状态，而第一电流模块在正常工作时处于由第一偏置电路产生的第一偏置电压和第二偏置电压的状态，在该幅度检测器后续检测出高信号幅度时，第二电流模块需要恢复正常工作，由于此时第二电流模块仍然处于由第二偏置电路产生的第三偏置电压和第四偏置电压的状态，第一电流模块处于由第一偏置电路产生的第一偏置电压和第二偏置电压的状态，因此，在第二电流模块恢复到正常工作之前在第二电流模块中所产生的抖动不会影响到第一电流模块，待第二电流模块正常工作之后，第二电流单元再切换回第一偏置电路所产生的第一偏置电压和第二偏置电压，进而降低第二电流单元在恢复到正常工作过程中产生的非线性问题。

结合第一方面，在第一方面的第一种实现方式中，该信号幅度检测器包括：

延迟模块，用于接收数字信号，将该数字信号进行N个时钟周期的延迟，并且将延迟了N个时钟周期后的数字信号提供给该信号控制器，N为大于等于1的正整数；以及，每延迟一个时钟周期则将延迟后的数字信号发送给信号幅度确定电路；

该信号幅度确定电路，用于从该延迟模块中获取的N个经延迟的数字信号的幅度值中确定最大信号幅度值，通过比较该最大信号幅度值和预先设置的阈值确定在该T1时刻该数字信号的信号幅度为该低信号幅度和在该T2时刻数字信号的信号幅度为高信号幅度，并且将第一指示信息和第二指示信息发送给该信号控制器。

结合第一方面的第一种实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，该信号幅度确定电路包括：

最大信号幅度确定电路，用于从该延迟模块获取N个经延迟的数字信号，并且从该N个经延迟的数字信号的幅度值中确定该最大信号幅度值；

判断电路，用于将该最大信号幅度值和预先设置的阈值进行比较，在该最大信号幅度值大于该阈值时，确定该数字信号的信号幅度为该高信号幅度；在该最大信号幅度值不大于该阈值时，确定该数字信号的信号幅度为该低信号幅度；

发送电路，用于在该判断电路确定出高信号幅度和低信号幅度之后将第一指示信息和第二指示信息发送给该信号控制器。

结合第一方面的第一种实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，该信号幅度确定电路包括：

最大信号幅度确定电路，用于从该延迟模块获取N个经延迟的数字信号，并且从该N个经延迟的数字信号的幅度值中确定该最大信号幅度值；

判断电路，用于将该最大信号幅度值和预先设置的阈值进行比较，在该最大信号幅度值大于该阈值时，确定该数字信号的信号幅度为该高信号幅度；在该最大信号幅度值不大于该阈值时，确定该数字信号的信号幅度为该低信号幅度；

发送电路，用于在该判断电路确定出高信号幅度之后将该第一指示信息发送给该信号控制器和在该判断电路确定出低信号幅度后再延迟一段预设的时间将第二指示信息发送给该信号控制器。

第三种可能的实现方式与上述第二种可能的实现方式相比，区别在于当确定为低信号幅度时，第二种实现方式中，发送电路直接将低信号幅度发送给该数模转换器，而在第三种实现方式中，发送电路则在延迟一段预设的时间之后作为将低信号幅度发送给数模转换器，并且在该段预设的时间内仍然将高信号幅度发送给数模转换器。

结合第一方面的第一或第二或第三种实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，该延迟模块包含N个触发器，每个触发器用于执行一个时钟周期的延迟。

结合第一方面的第一或第二或第三或第四种实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，该第二电流模块包括逻辑转换单元和电流单元，该电流单元包括第三MOS管、第四MOS管和三个并联的开关支路，第三MOS管的漏极和第四MOS管的漏极通过该三个并联的开关支路耦合，该三个并联的开关支路包括第一SN信号开关和第一SP信号开关串联所形成的第一开关支路、第二SN信号开关和第二SP信号开关串联所形成的第二开关支路和所述两个串联的SZ信号开关所形成的第三开关支路；

该逻辑转换单元，用于接收第一控制信号，并基于第一控制信号生成提供给该电流单元的开关控制信号，该开关控制信号用于控制该电流单元中该第三开关支路中两个串联的SZ信号开关处于闭合状态和其他两个开关支路中信号开关处于断开状态；

相应地，该电流单元，用于：根据该开关控制信号控制该电流单元中第三开关支路中两个串联的SZ信号开关处于闭合状态和其他两个开关支路中信号开关处于断开状态，并且在该电流单元恢复正常工作之后，将第三MOS管的栅极的偏置电压从第三偏置电压VBP2切换到第一偏置电压VBP1和将第四MOS管的栅极的偏置电压从第四偏置电压VBN2切换到第二偏置电压VBN1。

结合第一方面的第五种实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，第三MOS管的栅极通过第一电压开关耦合到第一偏置电压或第三偏置电压，第四MOS管的栅极通过第二电压开关耦合到第二偏置电压或第四偏置电压；

第三MOS管的漏极和该三个并联的开关支路之间的第一节点连接第一寄生电容，第四MOS管的漏极和该三个并联的开关支路之间的第二节点连接第二寄生电容。

结合第一方面的第六种实现方式，在第二方面的第七种可能的实现方式中，该电流单元具体用于：

根据该开关控制信号控制该电流单元中第三开关支路的两个串联的SZ信号开关闭合以及其他支路的信号开关断开，在第一节点和第二节点之间的电压建立完成之后，通过第一电压开关将第三MOS管的栅极的偏置电压从第三偏置电压VBP2切换到第一偏置电压VBP1，以及通过第二电压开关将第四MOS管的栅极的偏置电压从第四偏置电压VBN2切换到第二偏置电压VBN1。

结合第一方面的第六或第七种实现方式，在第二方面的第八种可能的实现方式中，该数模转换电路还包括电流电压转换模块，该第一开关支路和该第三开关支路分别和该电流电压转换模块连接，

在该第一开关支路的第一SN信号开关和第一SP信号开关之间输出第一电流Ioutp给该电流电压转换模块，在该第二开关支路的第二SN信号开关和第二P信号开关之间输出第二电流Ioutn给该电流电压转换模块。

结合第一方面或第一方面的上述任意一种实现方式，在第二方面的第九种可能的实现方式中，第一偏置电压VBP1和所述第三偏置电压VBP2的电压值相同，第二偏置电压VBN1和所述第四偏置电压VBN2的电压值相同。

结合第一方面或第一方面的上述任意一种实现方式，在第一方面的第十种可能的实现方式中，该信号控制器，用于当接收到第二指示信息时，将生成的第一控制信号发送给第一电流模块；

相应地，该第一电流模块，用于根据第一控制信号继续进行正常工作，且保持第一电流模块中第一MOS管的栅极的偏置电压和第二MOS管的栅极的偏置电压分别为第一偏置电压VBP1和第二偏置电压VBN1。

第二方面，本发明实施例提供了一种控制电流模块中偏置电压的方法，该方法包括：

信号幅度检测器在第一时间T1检测数字信号的信号幅度为低信号幅度；

信号控制器根据该低信号幅度生成提供给第一电流模块的第一控制信号和生成提供给第二电流模块的第二控制信号，其中，第一控制信号用于控制接收到该第一控制信号的电流模块正常工作，第二控制信号用于控制接收到所述第二控制信号的电流模块停止工作；

第一电流模根据第一控制信号进行正常工作，且将第一电流模块中第一MOS管的栅极的偏置电压和第二MOS管的栅极的偏置电压分别设置为第一偏置电压VBP1和第二偏置电压VBN1，其中，第一MOS管的源极接第一模拟电源VADD，第二MOS管的源极接地，第一MOS管的漏极和第二MOS管的漏极耦合，第一偏置电压VBP1和第二偏置电压VBN1由第一偏置电路生成；

第二电流模块根据第二控制信号停止工作，且将第二电流模块中第三MOS管的栅极的偏置电压从第一偏置电压VBP1切换到第三偏置电压VBP2和将第二电流模块中第四MOS管的栅极的偏置电压从第二偏置电压VBN1切换到第四偏置电压VBN2，其中，第二MOS管的源极接第二模拟电源VADD，第四MOS管的源极接地，第三MOS管的漏极和第四MOS管的漏极耦合，第三偏置电压VBP2和第四偏置电压VBN2由第二偏置电路生成；

该信号幅度检测器在第一时间T1之后的第二时间T2检测数字信号的信号幅度为高信号幅度；

该信号控制器根据该高信号幅度生成提供给第二电流模块的第一控制信号；

第二电流模块根据第一控制信号恢复正常工作，并且在正常工作之后，将第三MOS管的栅极的偏置电压从第三偏置电压VBP2切换到第一偏置电压VBP1和将第四MOS管的栅极的偏置电压从第四偏置电压VBN2切换到第二偏置电压VBN1。

结合第二方面，在第二方面的第一种实现方式中，该方法还包括：

第一偏置电压VBP1和第三偏置电压VBP2的电压值相同，第二偏置电压VBN1和第四偏置电压VBN2的电压值相同。

需要说明的是，本发明实施例中第一电流模块的结构和第二电流模块的结构相同。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的数模转换器DAC的结构示意图；

图2为本发明一个实施例提供的数模转换电路的结构示意图；

图3为本发明一个实施例提供的信号幅度检测器的结构示意图；

图4为本发明一个实施例提供的数模转换器的结构图示意图；

图5为本发明一个实施例提供的控制电流模块中偏置电压的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施例进行描述。

图2为本发明实施例提供的一种数模转换电路200，该数模转换电路包括信号幅度检测器210和数模转换器220。

信号幅度检测器210，用于检测输入的数字信号Din的信号幅度的大小，并且将检测结果作为信号幅度指示信息Flag发送给数模转换器220，其中，检测结果为低信号幅度或高信号幅度，信号幅度指示信息Flag为用于指示低信号幅度的第一指示信息或用于指示高信号幅度的第二指示信息；

需要说明的是，本发明中数字信号Din可以是一段数字信号流，即不局限于某一个时间点上固定的数字信号。

该信号幅度检测器210，还用于输出延迟后的数字信号Dout；

数模转换器220，用于根据接收的信号幅度指示信息确定数模转换器220中多个电流模块的工作情况，在该信号幅度指示信息第二指示信息时，该多个电流模块都可以正常工作，在该信号幅度指示信息为第一指示信息时，该多个电流模块中部分电流模块正常工作以及另外部分电流模块停止工作。

需要说明的是，为方便描述，后面实施例中在描述数模转换器220中多个电流模块的时候，以两个电流模块为例，在该信号幅度指示信息为第二指示信息时，该两个电流模块都正常工作，在该信号幅度指示信息为第一指示信息时，该两个电流模块中一个电流模块正常工作以及另外一个电流模块停止工作，本发明不限定对于电流模块的数量不做限定。

数模转换器220，还用于接收延迟后的数字信号Dout，实现将数字信号转换为模拟信号。

图3为本发明实施例提供的一种信号幅度检测器210，该信号幅度检测器210可以应用于上述实施例中的数模转换电路200，具体地，该信号幅度检测器210包括：

延迟模块211，用于接收数字信号，将该数字信号进行N个时钟周期的延迟，并且将延迟了N个时钟周期后的数字信号提供给数模转换器220，以及每延迟一个时钟周期则将延迟后的数字信号发送给信号幅度确定电路212，其中，N为大于等于1的正整数。

进一步，该延迟模块211包括N个触发器2111，每个触发器对接收的数字信号执行一个时钟周期的延迟，并且每个触发器将延迟后的数字信号提供给信号幅度确定电路212，其中，N为大于等于1的正整数。

可选地，每个触发器可以是D触发器。

信号幅度确定电路212，用于从该延迟模块211中获取N个经延迟的数字信号，并且从该N个经延迟的数字信号的幅度值中确定最大信号幅度值，通过比较该最大信号幅度值和预先设置的阈值确定该数字信号的信号幅度为高信号幅度或低信号幅度。比如，在T1时刻确定数字信号的信号幅度为低信号幅度和在T1之后的T2时刻确定数字信号的信号幅度为高信号幅度。

进一步，该信号幅度确定电路212包括：

最大信号幅度确定电路2121，用于从延迟模块211获取N个经延迟的数字信号，并且从该N个经延迟的数字信号的幅度值中确定最大信号幅度值；

判断电路2122，用于将该最大信号幅度值和预先设置的阈值进行比较，在该最大信号幅度值大于该阈值时，确定数字信号的信号幅度为高信号幅度；在该最大信号幅度值不大于该阈值时，确定数字信号的信号幅度为低信号幅度；

发送电路2123，用于在判断电路2122确定出高信号幅度或低信号幅度之后将第一指示信息和第二指示信息发送给数模转换器220。

可选地，为避免在确定出低信号幅度之后立即将该低信号幅度作为信号幅度指示信息发送给数模转换器220，发送电路2123也可以在判断电路2122确定出高信号幅度之后将第一指示信息发送给数模转换器220和在判断电路2122确定出低信号幅度后再延迟一段预设的时间将第二指示信息发送给数模转换器220。其中，该段延迟的时间T可以根据本发明中数模转换电路的应该场景而预先设定，例如，在音频应用中可以设置T>50ms。

图4为发明实施例提供的一种数模转换器220，该数模转换器220可以应用于上述实施例中的数模转换电路200，具体地，该数模转换器220包括：

信号控制器221，用于接收信号幅度检测器210发送的第一指示信息根据该第一指示信息生成提供给第一电流模块222的第一控制信号ctrl1和生成提供给第二电流模块223的第二控制信号ctrl2，其中，第一控制信号ctrl1用于控制对应的电流模块正常工作，第二控制信号ctrl2用于控制对应的电流模块停止工作，比如，第一控制信号ctrl1控制第一电流模块222正常工作，第二控制信号ctrl2控制第二电流模块223停止工作。

电流模块正常工作是指电流模块中的电流处于稳定的状态，当电流处于上升或下降时该电流模块不能正常工作，正常工作时电流模块会产生功耗，比如在图4的第二电流模块223中，第二电流模块包括第三MOS管、第四MOS管和三个并联的开关支路，第三MOS管的漏极和第四MOS管的漏极通过三个并联的开关支路耦合，该三个并联的开关支路包括第一SN信号开关和第一SP信号开关串联所形成的第一开关支路、第二SN信号开关和第二SP信号开关串联所形成的第二开关支路和所述两个串联的SZ信号开关所形成的第三开关支路，当第三MOS管的漏极和该三个并联的开关支路之间的第一节点VA处的电压和第四MOS管的漏极和该三个并联的开关支路之间的第二节点VB处的电压建立完成时，此时第二电流模块中的电流稳定，第二电流模块处于正常工作状态，在VA和VB之间的电压建立完成之前，第二电流模块中的电流处于变化状态。

电流模块停止工作是指电流模块中所有信号开关均断开，导致电流模块中不存在电流，没有功耗产生，比如在图4的第二电流模块223中，三个开关支路上的所有开关(包括两个SP信号开关、两个SZ信号开关和两个SN信号开关)均处于断开状态，此时第二电流模块223中上下两个MOS管的漏极之间不存在通路，第二电流模块223中没有电流。

另外，数模转换器220中信号控制器221接收延迟后的数字信号Dout，并且将数字信号Dout分解到多个数字信号以提供给数模转换器220中的多个电流模块，使得每个电流模块分别处理一个分解后的数字信号，比如，在该实施例中，信号控制器221将接收的数字信号Dout分解成两个数字信号Dout1和Dout2，并且将Dout1提供给第一电流模块222，将Dout2提供给第二电流模块223，第一电流模块实现对Dout1的处理，第二电流模块实现对Dout2的处理。

第一电流模块222，用于根据第一控制信号ctrl1进行正常工作，且将该第一电流模块222中第一MOS管的栅极的偏置电压和第二MOS管的栅极的偏置电压分别设置为第一偏置电压VBP1和第二偏置电压VBN1，其中，第一MOS管的源极接第一模拟电源VADD，第一模拟电源VADD用于为第一电流模块222提供电源电压，第二MOS管的源极接地，即接电源ANGD，第一MOS管的漏极和第二MOS管的漏极耦合，第一偏置电压VBP1和第二偏置电压VBN1由第一偏置电路生成；

第二电流模块223，用于根据第二控制信号ctrl2停止工作，且将该第二电流模块223中第三MOS管的栅极的偏置电压从第一偏置电压VBP1切换到第三偏置电压VBP2和将第二电流模块223中第四MOS管的栅极的偏置电压从第二偏置电压VBN1切换到第四偏置电压VBN2，其中，第二MOS管的源极接第二模拟电源VADD，第二模拟电源VADD用于为第二电流模块223提供电源电压，第四MOS管的源极接地，即接电源ANGD，第三MOS管的漏极和第四MOS管的漏极耦合，第三偏置电压VBP2和第四偏置电压VBN2由第二偏置电路生成；

需要说明的是，第一偏置电路和第二偏置电路是两个不同的偏置电路，均用于产生偏置电压，本发明对于第一偏置电路和第二偏置电路的具体结构不做限定。

进一步，第一偏置电压VBP1和第三偏置电压VBP2的电压值相等；第二偏置电压VBN1和第四偏置电压VBN2的电压值相等。

由上可知，在第二电流模块223将第三MOS管的栅极的偏置电压从第一偏置电压VBP1切换到第三偏置电压VBP2和将第二电流模块223中第四MOS管的栅极的偏置电压从第二偏置电压VBN1切换到第四偏置电压VBN2之前，第三MOS管的栅极的偏置电压和第四MOS管的栅极的偏置电压也分别为由第一偏置电路产生的第一偏置电压VBP1和第二偏置电压VBN1，也即在信号幅度指示信息为高信号幅度时，第三MOS管的栅极的偏置电压设置为第一偏置电压VBP1，第四MOS管的栅极的偏置电压设置为第二偏置电压VBN1。

进一步，信号控制器221，在接收到信号幅度检测器210发送的第二指示信息时，还用于根据第二指示信息生成提供给第二电流模块223的第一控制信号ctrl1(给第二电流模块223提供第一控制信号ctrl1在图4中没有给出)。

对应地，第二电流模块223，用于根据接收的第一控制信号ctrl1恢复正常工作，并且在正常工作之后，将第三MOS管的栅极的偏置电压从第三偏置电压VBP2切换到第一偏置电压VBP1和将第四MOS管的栅极的偏置电压从第四偏置电压VBN2切换到第二偏置电压VBN1。

需要说明的是，在接收到第二指示信息之后，除了给第二电流模块提供第一控制信号ctrl1，信号控制器221还将生成的第一控制信号ctrl1发送给第一电流模块222，相应地，第一电流模块222用于根据第一控制信号ctrl1继续进行正常工作，且保持第一电流模块中第一MOS管的栅极的偏置电压和第二MOS管的栅极的偏置电压分别为第一偏置电压VBP1和第二偏置电压VBN1，即第一电流模块222保持继续工作且保持偏置电压不变。

进一步，第二电流模块223包括逻辑转换单元2231和电流单元2232，电流单元2232包括第三MOS管、第四MOS管和三个并联的开关支路，第三MOS管的漏极和第四MOS管的漏极通过该三个并联的开关支路耦合，该三个并联的开关支路包括第一SN信号开关和第一SP信号开关串联所形成的第一开关支路、第二SN信号开关和第二SP信号开关串联所形成的第二开关支路和所述两个串联的SZ信号开关所形成的第三开关支路。

逻辑转换单元2231，用于接收第一控制信号ctrl1，并基于第一控制信号ctrl1生成提供给电流单元2232的开关控制信号，该开关控制信号用于控制电流单元2232中第三开关支路中两个串联的SZ信号开关处于闭合状态和其他两个开关支路中信号开关处于断开状态；

相应地，电流单元2232，用于：

根据从逻辑转换单元2231接收的开关控制信号控制电流单元2232中该第三开关支路中两个串联的SZ信号开关处于闭合状态和其他两个开关支路中信号开关处于断开状态，并且在电流单元2232恢复正常工作之后，将第三MOS管的栅极的偏置电压从第三偏置电压VBP2切换到第一偏置电压VBP1和将第四MOS管的栅极的偏置电压从第四偏置电压VBN2切换到第二偏置电压VBN1。

进一步，电流单元2232的具体结构如下：

第三MOS管的栅极通过第一电压开关耦合到第一偏置电压或第三偏置电压，第四MOS管的栅极通过第二电压开关耦合到第二偏置电压或第四偏置电压；

需要说明的是，电流单元2232中存在两种类型的开关，一类是信号开关，信号开关主要用于控制电流单元中支路的开关，进而控制电流单元正常工作或停止工作，比如，SN开关、SZ开关和SP开关，另一类开关是电压开关，电压开关主要用于控制电流单元中两个MOS管的栅极的偏置电压，比如，在图4中，电压开关S1用于从第一偏置电压VBP1和第三偏置电压VBP2中选择一个偏置电压，电压开关S2用于从第二偏置电压VBN1和第四偏置电压VBN2中选择一个偏置电压；

第三MOS管的漏极和上述三个并联的开关支路之间的第一节点VA连接第一寄生电容C_par，第四MOS管的漏极和上述三个并联的开关支路之间的第二节点VB连接第二寄生电容C_par。

另外，参考偏置电压VCM耦合至第三开关支路中两个串联的SZ信号开关之间。

针对上述电流单元2232的具体结构，电流单元2232具体用于：

根据开关控制信号控制电流单元2232中第三开关支路的两个串联的SZ信号开关闭合以及其他支路的信号开关断开，在第一节点VA和第二节点VB之间的电压建立完成之后，通过第一电压开关S1将第三MOS管的栅极的偏置电压从第三偏置电压VBP2切换到第一偏置电压VBP1，以及通过第二电压开关S2将第四MOS管的栅极的偏置电压从第四偏置电压VBN2切换到第二偏置电压VBN1。

需要说明的是，第一电流模块222和第二电流模块223的结构相同，第一电流模块222中也会包括逻辑转换单元和电流单元，第一电流模块同样可以执行和第二电流模块223相同的功能，为描述方便，该实施例对第一电流模块222的详细结构和具体功能不做进一步描述。

进一步，该数模转换器220还包括电流电压转换模块224，用于实现将各电流模块(包括第一电流模块222和第二电流模块223)输出的模拟电流信号转换成模拟电压信号。

第二电流模块223的第一开关支路和第三开关支路分别和电流电压转换模块224连接，具体地，在第一开关支路的第一SN信号开关和第一SP信号开关之间输出第一电流Ioutp给电流电压转换模块224，在第二开关支路的第二SN信号开关和第二P信号开关之间输出第二电流Ioutn给电流电压转换模块224。

和第二电流模块223类似，第一电流模块222也会输出电流Ioutp和Ioutn给电流电压转换模块224。

由于电流电压转换模块224的结构和现有技术中电流电压转换模块的结构相同，本实施例对于电流电压转换模块224的结构不做进一步描述。

需要提醒的是，本实施例示例性的给出了两个电流模块，实际上数模转换器220中可以包含至少两个电流模块，本发明对于数模转换器220中电流模块的数量不做限定。

在该实施例中，在信号幅度检测器检测出低信号幅度时，由于第一电流模块正常工作，第二电流模块停止工作，导致在低信号幅度时数模转换器的功耗减少，同时第二电流模块在停止工作时处于由第二偏置电路产生的第三偏置电压和第四偏置电压的状态，而第一电流模块在正常工作时处于由第一偏置电路产生的第一偏置电压和第二偏置电压的状态，在该幅度检测器后续检测出高信号幅度时，第二电流模块需要恢复正常工作，由于此时第二电流模块仍然处于由第二偏置电路产生的第三偏置电压和第四偏置电压的状态，第一电流模块处于由第一偏置电路产生的第一偏置电压和第二偏置电压的状态，因此，在第二电流模块恢复到正常工作之前在第二电流模块中所产生的抖动不会影响到第一电流模块，待第二电流模块正常工作之后，第二电流单元再切换回第一偏置电路所产生的第一偏置电压和第二偏置电压，进而降低第二电流单元在恢复到正常工作过程中产生的非线性问题。

图5为本发明一个实施例提供的一种控制数模转换电路中电流模块的偏置电压的方法，该数模转换电路可以为上述实施例中所揭示的数模转换电路，因此，该实施例中对于数模转换电路的结构可以参考上述实施例中所揭示的数模转换电路的结构，在此不再赘述。

具体地，该控制数模转换电路中电流模块的偏置电压的方法包括：

S501、信号幅度检测器在第一时间T1检测数字信号的信号幅度为低信号幅度；

S502、信号控制器根据该低信号幅度生成提供给第一电流模块的第一控制信号和生成提供给第二电流模块的第二控制信号；

其中，第一控制信号用于控制接收到该第一控制信号的电流模块正常工作，第二控制信号用于控制接收到该第二控制信号的电流模块停止工作；

S503、第一电流模根据第一控制信号进行正常工作，且将第一电流模块中第一MOS管的栅极的偏置电压和第二MOS管的栅极的偏置电压分别设置为第一偏置电压VBP1和第二偏置电压VBN1；

其中，第一MOS管的源极接第一模拟电源VADD，第二MOS管的源极接地，第一MOS管的漏极和第二MOS管的漏极耦合，第一偏置电压VBP1和第二偏置电压VBN1由第一偏置电路生成；

S504、第二电流模块根据第二控制信号停止工作，且将第二电流模块中第三MOS管的栅极的偏置电压从第一偏置电压VBP1切换到第三偏置电压VBP2和将第二电流模块中第四MOS管的栅极的偏置电压从第二偏置电压VBN1切换到第四偏置电压VBN2；

其中，第二MOS管的源极接第二模拟电源VADD，第四MOS管的源极接地，第三MOS管的漏极和第四MOS管的漏极耦合，第三偏置电压VBP2和第四偏置电压VBN2由第二偏置电路生成；

S505、该信号幅度检测器在第一时间T1之后的第二时间T2检测数字信号的信号幅度为高信号幅度；

S506、该信号控制器根据该高信号幅度生成提供给第二电流模块的第一控制信号；

S507、第二电流模块根据第一控制信号恢复正常工作，并且在正常工作之后，将第三MOS管的栅极的偏置电压从第三偏置电压VBP2切换到第一偏置电压VBP1和将第四MOS管的栅极的偏置电压从第四偏置电压VBN2切换到第二偏置电压VBN1。

进一步，第一偏置电压VBP1和第三偏置电压VBP2的电压值相同，第二偏置电压VBN1和第四偏置电压VBN2的电压值相同。

在该实施例中，在信号幅度检测器检测出低信号幅度时，由于第一电流模块正常工作，第二电流模块停止工作，导致在低信号幅度时数模转换器的功耗减少，同时第二电流模块在停止工作时处于由第二偏置电路产生的第三偏置电压和第四偏置电压的状态，而第一电流模块在正常工作时处于由第一偏置电路产生的第一偏置电压和第二偏置电压的状态，在该幅度检测器后续检测出高信号幅度时，第二电流模块需要恢复正常工作，由于此时第二电流模块仍然处于由第二偏置电路产生的第三偏置电压和第四偏置电压的状态，第一电流模块处于由第一偏置电路产生的第一偏置电压和第二偏置电压的状态，因此，在第二电流模块恢复到正常工作之前在第二电流模块中所产生的抖动不会影响到第一电流模块，待第二电流模块正常工作之后，第二电流单元再切换回第一偏置电路所产生的第一偏置电压和第二偏置电压，进而降低第二电流单元在恢复到正常工作过程中产生的非线性问题。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种数模转换电路，其特征在于，包括：信号幅度检测器和数模转换器，所述数模转换器包括信号控制器、第一电流模块和第二电流模块；

所述信号幅度检测器，用于在第一时间T1检测数字信号的信号幅度为低信号幅度，将用于指示所述低信号幅度的第一指示信息发送给所述信号控制器；还用于在所述第一时间T1之后的第二时间T2检测所述数字信号的信号幅度为高信号幅度，将用于指示所述高信号幅度的第二指示信息发送给所述所述信号控制器；

所述信号控制器，用于接收所述信号幅度检测器发送的第一指示信息，根据所述第一指示信息生成提供给所述第一电流模块的第一控制信号和生成提供给所述第二电流模块的第二控制信号，其中，所述第一控制信号用于控制接收到所述第一控制信号的电流模块正常工作，所述第二控制信号用于控制接收到所述第二控制信号的电流模块停止工作；

所述第一电流模块，用于根据第一控制信号进行正常工作，且将所述第一电流模块中第一MOS管的栅极的偏置电压和第二MOS管的栅极的偏置电压分别设置为第一偏置电压VBP1和第二偏置电压VBN1，其中，第一MOS管的源极接第一模拟电源VADD，第二MOS管的源极接地，第一MOS管的漏极和第二MOS管的漏极耦合，所述第一偏置电压VBP1和所述第二偏置电压VBN1由第一偏置电路生成；

所述第二电流模块，用于根据第二控制信号停止工作，且将所述第二电流模块中第三MOS管的栅极的偏置电压从所述第一偏置电压VBP1切换到第三偏置电压VBP2和将所述第二电流模块中第四MOS管的栅极的偏置电压从所述第二偏置电压VBN1切换到第四偏置电压VBN2，其中，第二MOS管的源极接第二模拟电源VADD，第四MOS管的源极接地，第三MOS管的漏极和第四MOS管的漏极耦合，所述第三偏置电压VBP2和所述第四偏置电压VBN2由第二偏置电路生成；

所述信号控制器，还用于接收所述信号幅度检测器发送的第二指示信息，根据所述第二指示信息生成提供给所述第二电流模块的所述第一控制信号；

所述第二电流模块，用于根据接收的第一控制信号恢复正常工作，在正常工作之后，将第三MOS管的栅极的偏置电压从所述第三偏置电压VBP2切换到所述第一偏置电压VBP1和将第四MOS管的栅极的偏置电压从所述第四偏置电压VBN2切换到第二偏置电压VBN1。

2.如权利要求1所述的数模转换电路，其特征在于，所述信号幅度检测器包括：

延迟模块，用于接收所述数字信号，将所述数字信号进行N个时钟周期的延迟，并且将所述延迟了N个时钟周期后的数字信号提供给所述信号控制器，所述N为大于等于1的正整数；以及，每延迟一个时钟周期则将延迟后的数字信号发送给信号幅度确定电路；

所述信号幅度确定电路，用于从所述延迟模块中获取的N个经延迟的数字信号的幅度值中确定最大信号幅度值，通过比较所述最大信号幅度值和预先设置的阈值确定在所述T1时刻所述数字信号的信号幅度为所述低信号幅度和在所述T2时刻所述数字信号的信号幅度为所述高信号幅度，并且将所述第一指示信息和所述第二指示信息发送给所述信号控制器。

3.如权利要求2所述的数模转换电路，其特征在于，所述信号幅度确定电路包括：

最大信号幅度确定电路，用于从所述延迟模块获取N个经延迟的数字信号，并且从所述N个经延迟的数字信号的幅度值中确定所述最大信号幅度值；

判断电路，用于将所述最大信号幅度值和预先设置的阈值进行比较，在所述最大信号幅度值大于所述阈值时，确定所述数字信号的信号幅度为所述高信号幅度；在所述最大信号幅度值不大于所述阈值时，确定所述数字信号的信号幅度为所述低信号幅度；

发送电路，用于在所述判断电路确定出所述高信号幅度和所述低信号幅度之后将所述第一指示信息和所述第二指示信息发送给所述信号控制器。

4.如权利要求2所述的数模转换电路，其特征在于，所述信号幅度确定电路包括：

最大信号幅度确定电路，用于从所述延迟模块获取N个经延迟的数字信号，并且从所述N个经延迟的数字信号的幅度值中确定所述最大信号幅度值；

判断电路，用于将所述最大信号幅度值和预先设置的阈值进行比较，在所述最大信号幅度值大于所述阈值时，确定所述数字信号的信号幅度为高信号幅度；在所述最大信号幅度值不大于所述阈值时，确定所述数字信号的信号幅度为低信号幅度；

发送电路，用于在所述判断电路确定出高信号幅度之后将所述第一指示信息发送给所述信号控制器和在所述判断电路确定出低信号幅度后再延迟一段预设的时间将所述第二指示信息发送给所述信号控制器。

5.如权利要求2-4任一所述的数模转换电路，其特征在于，所述延迟模块包含N个触发器，每个触发器用于执行一个所述时钟周期的延迟。

6.如权利要求2-5任一所述的数模转换电路，其特征在于，所述第二电流模块包括逻辑转换单元和电流单元，所述电流单元包括第三MOS管、第四MOS管和三个并联的开关支路，所述第三MOS管的漏极和第四MOS管的漏极通过所述三个并联的开关支路耦合，所述三个并联的开关支路包括第一SN信号开关和第一SP信号开关串联所形成的第一开关支路、第二SN信号开关和第二SP信号开关串联所形成的第二开关支路和所述两个串联的SZ信号开关所形成的第三开关支路；

所述逻辑转换单元，用于接收所述第一控制信号，并基于所述第一控制信号生成提供给所述电流单元的开关控制信号，所述开关控制信号用于控制所述电流单元中所述第三开关支路中两个串联的SZ信号开关处于闭合状态和其他两个开关支路中信号开关处于断开状态；

所述电流单元，用于：

根据所述开关控制信号控制所述电流单元中所述第三开关支路中两个串联的SZ信号开关处于闭合状态和其他两个开关支路中信号开关处于断开状态，并且在所述电流单元恢复正常工作之后，将第三MOS管的栅极的偏置电压从所述第三偏置电压VBP2切换到所述第一偏置电压VBP1和将第四MOS管的栅极的偏置电压从所述第四偏置电压VBN2切换到第二偏置电压VBN1。

7.如权利要求6所述的数模转换电路，其特征在于，

第三MOS管的栅极通过第一电压开关耦合到第一偏置电压或第三偏置电压，第四MOS管的栅极通过第二电压开关耦合到第二偏置电压或第四偏置电压；

第三MOS管的漏极和所述三个并联的开关支路之间的第一节点连接第一寄生电容，第四MOS管的漏极和所述三个并联的开关支路之间的第二节点连接第二寄生电容。

8.如权利要求7所述的数模转换电路，其特征在于，

所述电流单元具体用于：

根据所述开关控制信号控制所述电流单元中第三开关支路的两个串联的SZ信号开关闭合以及其他支路的信号开关断开，在第一节点和第二节点之间的电压建立完成之后，通过第一电压开关将第三MOS管的栅极的偏置电压从所述第三偏置电压VBP2切换到所述第一偏置电压VBP1，以及通过第二电压开关将第四MOS管的栅极的偏置电压从所述第四偏置电压VBN2切换到第二偏置电压VBN1。

9.如权利要求7或8所述的数模转换电路，其特征在于，所述数模转换电路还包括电流电压转换模块，所述第一开关支路和所述第三开关支路分别和所述电流电压转换模块连接，

在所述第一开关支路的第一SN信号开关和第一SP信号开关之间输出第一电流Ioutp给所述电流电压转换模块，在所述第二开关支路的第二SN信号开关和第二P信号开关之间输出第二电流Ioutn给所述电流电压转换模块。

10.如权利要求1-9任一所述的数模转换电路，其特征在于，

所述第一偏置电压VBP1和所述第三偏置电压VBP2的电压值相同，所述第二偏置电压VBN1和所述第四偏置电压VBN2的电压值相同。

11.一种控制电流模块中偏置电压的方法，其特征在于，包括：

信号幅度检测器在第一时间T1检测数字信号的信号幅度为低信号幅度；

信号控制器根据所述低信号幅度生成提供给第一电流模块的第一控制信号和生成提供给所述第二电流模块的第二控制信号，其中，所述第一控制信号用于控制接收到所述第一控制信号的电流模块正常工作，所述第二控制信号用于控制接收到所述第二控制信号的电流模块停止工作；

所述第一电流模根据第一控制信号进行正常工作，且将所述第一电流模块中第一MOS管的栅极的偏置电压和第二MOS管的栅极的偏置电压分别设置为第一偏置电压VBP1和第二偏置电压VBN1，其中，第一MOS管的源极接第一模拟电源VADD，第二MOS管的源极接地，第一MOS管的漏极和第二MOS管的漏极耦合，所述第一偏置电压VBP1和所述第二偏置电压VBN1由第一偏置电路生成；

所述第二电流模块根据第二控制信号停止工作，且将所述第二电流模块中第三MOS管的栅极的偏置电压从所述第一偏置电压VBP1切换到第三偏置电压VBP2和将所述第二电流模块中第四MOS管的栅极的偏置电压从所述第二偏置电压VBN1切换到第四偏置电压VBN2，其中，第二MOS管的源极接第二模拟电源VADD，第四MOS管的源极接地，第三MOS管的漏极和第四MOS管的漏极耦合，所述第三偏置电压VBP2和所述第四偏置电压VBN2由第二偏置电路生成；

所述信号幅度检测器在所述第一时间T1之后的第二时间T2检测所述数字信号的信号幅度为高信号幅度；

所述信号控制器根据所述高信号幅度生成提供给第二电流模块的所述第一控制信号；

所述第二电流模块根据所述第一控制信号恢复正常工作，并且在正常工作之后，将第三MOS管的栅极的偏置电压从所述第三偏置电压VBP2切换到所述第一偏置电压VBP1和将第四MOS管的栅极的偏置电压从所述第四偏置电压VBN2切换到第二偏置电压VBN1。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：

所述第一偏置电压VBP1和所述第三偏置电压VBP2的电压值相同，所述第二偏置电压VBN1和所述第四偏置电压VBN2的电压值相同。