CN115529037A - 电流源阵列及其构造方法、电流型数模转换器 - Google Patents

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CN115529037A CN202211210678.3A CN202211210678A CN115529037A CN 115529037 A CN115529037 A CN 115529037A CN 202211210678 A CN202211210678 A CN 202211210678A CN 115529037 A CN115529037 A CN 115529037A
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Abstract

本公开提供了一种用于电流型数模转换器的电流源阵列及其构造方法、电流型数模转换器，电流源阵列包括多个电流源，电流源阵列被划分为呈中心对称分布的四个子阵列；其中，每个电流源包括四个子电流源，该四个子电流源分别排布于四个子阵列，电流源的每个子电流源对应排布于一个子阵列，且电流源对应的四个子电流源呈中心对称分布。

Description

电流源阵列及其构造方法、电流型数模转换器
技术领域
本公开涉及数模转换器技术领域，特别涉及一种用于电流型数模转换器的电流源阵列的构造方法及电流源阵列、电流型数模转换器。
背景技术
随着数字技术的不断发展，数模转换器(Digital to Analog Converter，DAC)作为数字信号和模拟信号之间的桥梁，在许多信号处理和通信系统中发挥着重要作用。而电流舵型数模转换器由于自身结构的优越性，一直是高速高精度应用系统中DAC的最佳选择。但在纳米工艺下的工艺偏差、温度漂移等造成的器件失配降低了电流舵型数模转换器整体性能，限制了电流舵型数模转换器的发展。
理想的电流舵型DAC需要2N个理论上相同的电流源，精确的电流源是保证电路性能的关键。但是在器件制造过程中由于工艺偏差导致晶体管的工艺误差是不可避免的，从而影响到电流源的输出电流，使MOS电流镜不能精确的复制目标电流，造成电路性能的严重下降，典型的工艺参数误差包括氧化层厚度、MOS器件的宽度和沟道长度等。
而DAC的位数每增加一位，如果考虑随机误差对电流源匹配的要求，单位电流源的面积也要增加大约两倍，即DAC的电流源阵列面积就会增加四倍，这样和空间位置相关的梯度误差就会增大。因此，在高速高精度的电流舵DAC设计中需要考虑电流源阵列中的梯度误差。
而由于掺杂浓度梯度和氧化层厚度梯度等工艺原因导致的电流源系统误差与电流源所处的空间位置相关，而这种梯度误差又分为线性梯度误差(一次梯度误差)和二次梯度误差，这种误差会随着电流源阵列面积的增大而增加。
其中，电流源阵列的梯度误差主要决定了数模转换器的INL(Integral Non-Linearity，积分非线性误差)，随着电流源阵列面积的增大，DAC的积分非线性误差将会明显提升。
发明内容
本公开提供一种用于电流型数模转换器的电流源阵列的构造方法及电流源阵列、电流型数模转换器。
第一方面，本公开实施例提供一种用于电流型数模转换器的电流源阵列的构造方法，包括：
将电流源阵列构造为包括呈中心对称分布的四个子阵列；
将多个电流源中的每个电流源构造为由对应的四个子电流源组成；
将每个电流源对应的所述四个子电流源分别排布于所述四个子阵列，所述电流源的每个所述子电流源对应排布于一个所述子阵列，且所述电流源对应的所述四个子电流源呈中心对称分布。
在一个可能的实施例中，在所述将每个电流源对应的所述四个子电流源分别排布于所述四个子阵列之后，所述构造方法还包括：
对于任意一个所述子阵列，获取所述子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差；
根据所述子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差，确定所述子阵列中每个子电流源对应的导通顺序。
在一个可能的实施例中，所述根据所述子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差，确定所述子阵列中每个子电流源对应的导通顺序，包括：
根据所述子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差，获取所述子阵列的平均梯度误差；
获取所述子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差与所述平均梯度误差之间的相对梯度误差；
根据所述子阵列中每个子电流源对应的所述相对梯度误差，确定所述子阵列中每个子电流源对应的导通顺序。
在一个可能的实施例中，所述获取所述子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差，包括：
针对所述子阵列中的每个子电流源，根据所述子电流源在所述子阵列中的位置和所述电流源阵列的中心点的位置，计算所述子电流源与所述中心点的距离；
基于二次梯度误差模型，根据所述距离计算所述子电流源对应的二次梯度误差。
在一个可能的实施例中，所述二次梯度误差模型包括：
δq(x，y)＝gq*d-a0
其中，δq(x，y)表示所述子电流源对应的二次梯度误差，gq、a0为常系数，d表示所述子电流源与所述中心点的距离。
在一个可能的实施例中，所述根据所述子阵列中每个子电流源对应的所述相对梯度误差，确定所述子阵列中每个子电流源对应的导通顺序，包括：
将所述子阵列对应的所述相对梯度误差中最大值对应的子电流源确定为导通顺序位于第1位的子电流源；
确定所述子阵列中剩余未确定导通顺序的子电流源所对应的所述相对梯度误差中与INLn-1之和的绝对值最小的相对梯度误差，并将该相对梯度误差所对应的子电流源确定为导通顺序位于第n位的电流源；
其中，INLn-1表示已确定导通顺序位于第1位至第n-1位的子电流源所对应的所述相对梯度误差的累加值，n大于或等于2。
在一个可能的实施例中，所述根据所述子阵列中每个子电流源对应的所述相对梯度误差，确定所述子阵列中每个子电流源对应的导通顺序，包括：
将所述子阵列对应的所述相对梯度误差中最小值对应的子电流源确定为导通顺序位于第1位的子电流源；
确定所述子阵列中剩余未确定导通顺序的子电流源所对应的所述相对梯度误差中与INLn-1之和的绝对值最小的相对梯度误差，并将该相对梯度误差所对应的子电流源确定为导通顺序位于第n位的电流源；
其中，INLn-1表示已确定导通顺序位于第1位至第n-1位的子电流源所对应的所述相对梯度误差的累加值，n大于或等于2。
第二方面，本公开实施例提供一种用于电流型数模转换器的电流源阵列，包括：多个电流源，所述电流源阵列被划分为呈中心对称分布的四个子阵列；
其中，每个电流源包括四个子电流源，所述四个子电流源分别排布于所述四个子阵列，所述电流源的每个所述子电流源对应排布于一个所述子阵列，且所述电流源对应的所述四个子电流源呈中心对称分布。
在一个可能的实施例中，所述电流源对应的所述四个子电流源并联设置，所述电流源对应的每个子电流源的输出电流大小为所述电流源的输出电流大小的四分之一。
在一个可能的实施例中，对于任意一个所述子阵列，在该子阵列中，导通顺序位于第1位的子电流源为该子阵列中对应的相对梯度误差最大或最小的子电流源；
导通顺序位于第n位的电流源为在该子阵列中剩余未确定导通顺序的子电流源所对应的相对梯度误差中，与INLn-1之和的绝对值最小的相对梯度误差所对应的子电流源；
其中，所述INLn-1表示已确定导通顺序位于第1位至第n-1位的子电流源所对应的相对梯度误差的累加值，n大于或等于2，所述子电流源对应的相对梯度误差为所述子电流源对应的二次梯度误差和所在子阵列的平均梯度误差之间的差值；所述子阵列的平均梯度误差为所述子阵列中的子电流源对应的二次梯度误差的平均值，所述二次梯度误差是根据预先配置的二次梯度误差模型计算得到的。
在一个可能的实施例中，在所述电流源阵列中，针对每个所述电流源，所述电流源对应的四个子电流源对应的导通顺序相同。
第三方面，本公开实施例提供一种电流型数模转换器，包括上述第二方面提供的电流源阵列。
在一个可能的实施例中，所述电流型数模转换器为电流舵型数模转换器。
本公开实施例中，通过将每个电流源拆分为四个子电流源，并通过中心对称的排布方式进行排布，从而能够有利于改善电流源阵列的一次梯度误差，甚至可以有效消除电流源阵列的一次梯度误差，从而有利于减小由工艺偏差及温度梯度等引起的不同电流源之间的失配，进而有利于提高数模转换器的整体性能和精度。
附图说明
图1为本公开实施例提供的一种电流源阵列的构造方法的流程示意图；
图2为本公开实施例提供的一种电流源阵列的排布方式示意图；
图3为本公开实施例提供的另一种电流源阵列的构造方法的流程示意图；
图4为本公开实施例中步骤S15的一种具体实现方式的流程示意图；
图5为本公开实施例提供的一种电流源阵列中子电流源的导通顺序的序号分布情况示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开提供的用于电流型数模转换器的电流源阵列的构造方法及电流源阵列、电流型数模转换器进行详细描述。
在下文中将参考附图更充分地描述本公开，但是所示的实施例可以以不同形式来体现，且不应当被解释为限于本公开阐述的实施例。反之，提供这些实施例的目的在于使本公开透彻和完整，并将使本领域技术人员充分理解本公开的范围。
本公开可借助本公开的理想示意图而参考平面图和/或截面图进行描述。因此，可根据制造技术和/或容限来修改示例图示。
在不冲突的情况下，本公开各实施例及实施例中的各特征可相互组合。
本公开所使用的术语仅用于描述特定实施例，且不意欲限制本公开。如本公开所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列举条目的任何和所有组合。如本公开所使用的单数形式“一个”和“该”也意欲包括复数形式，除非上下文另外清楚指出。如本公开所使用的术语“包括”，指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。
除非另外限定，否则本公开所用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解，诸如那些在常用字典中限定的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术以及本公开的背景下的含义一致的含义，且将不解释为具有理想化或过度形式上的含义，除非本公开明确如此限定。
本公开不限于附图中所示的实施例，而是包括基于制造工艺而形成的配置的修改。因此，附图中例示的区具有示意性属性，并且图中所示区的形状例示了元件的区的具体形状，但并不是旨在限制性的。
第一方面，本公开实施例提供一种用于电流型数模转换器的电流源阵列的构造方法。
图1示出了本公开实施例提供的电流源阵列的构造方法的一种可选的实现方式。如图1所示，本公开实施例的电流源阵列的构造方法包括：
步骤S11、将电流源阵列构造为包括呈中心对称分布的四个子阵列。
在本公开实施例中，电流源阵列包括多个电流源，且电流源阵列被划分为呈中心对称分布的四个子阵列，该四个子阵列的大小相同，即每个子阵列的行数对应相同，且列数对应相同。
步骤S12、将多个电流源中的每个电流源构造为由对应的四个子电流源组成。
其中，电流源阵列中电流源的数量与电流源阵列的位数相关，且电流源阵列中多个电流源的输出电流大小相同。例如，电流源阵列为4位电流源阵列，则电流源的数量为4*4＝16个电流源。
针对多个电流源中的每个电流源，将该电流源拆分为并联的4个相同的子电流源，即一个电流源由4个相同的子电流源并联构成，因此该电流源的每个子电流源的输出电流大小为该电流源的输出电流大小的四分之一。在需要该电流源工作时，将该电流源的4个子电流源同时打开，在不需要该电流源工作时，将该电流源的4个子电流源同时关闭。
步骤S13、将每个电流源对应的四个子电流源分别排布于四个子阵列，电流源的每个子电流源对应排布于一个子阵列，且电流源对应的四个子电流源呈中心对称分布。
其中，针对每个电流源，该电流源的任意一个子电流源在对应的子阵列中的位置可以随机排布，且该电流源对应的四个子电流源在四个子阵列中呈中心对称分布，同一电流源的不同子电流源分布于不同子阵列。针对每个子阵列，在该子阵列中，一个阵列元素位置对应布置一个子电流源，且任意两个子电流源属于不同的电流源。因此，对于每个子阵列而言，该子阵列的行数和列数与电流源的数量相关，例如，电流源的数量为4*4，则该子阵列的行数为4，列数为4。
图2示出了本公开实施例提供的电流源阵列的一种可选的排布方式，如图2所示，电流源阵列被构造为包括4个子阵列，分别为基于电流源阵列的中心点(图中黑点)呈中心对称分布的子阵列01、子阵列02、子阵列03和子阵列04，电流源阵列中电流源的数量为4*4＝16个电流源，分别标记为A、B、C、......、O、P。
其中，电流源A被构造为由子电流源A1、子电流源A2、子电流源A3、子电流源A4组成，分别分布于子阵列01、子阵列02、子阵列03和子阵列04，且基于电流源阵列的中心点呈中心对称分布；电流源B被构造为由子电流源B1、子电流源B2、子电流源B3、子电流源B4组成，分别分布于子阵列01、子阵列02、子阵列03和子阵列04，且基于电流源阵列的中心点(图中黑点)呈中心对称分布；电流源C被构造为由子电流源C1、子电流源C2、子电流源C3、子电流源C4组成，分别分布于子阵列01、子阵列02、子阵列03和子阵列04，且基于电流源阵列的中心点呈中心对称分布；依此类推，电流源O被构造为由子电流源O1、子电流源O2、子电流源O3、子电流源O4组成，分别分布于子阵列01、子阵列02、子阵列03和子阵列04，且基于电流源阵列的中心点呈中心对称分布；电流源P被构造为由子电流源P1、子电流源P2、子电流源P3、子电流源P4组成，分别分布于子阵列01、子阵列02、子阵列03和子阵列04，且基于电流源阵列的中心点(图中黑点)呈中心对称分布。
在一些实施例中，对于每个子电流源，可以根据该子电流源在对应的子阵列中的行号和列号确定该子电流源在该子阵列中的位置。例如，如图2所示，子电流源M2位于子阵列02的第1行和第1列，则子电流源M2在子阵列02中的位置可以表示为(1，1)。
在一些实施例中，可以中心点为原点，以XX’为横轴，YY’为纵轴，构造如图2所示的直角坐标系，呈中心对称分布的子阵列01、子阵列02、子阵列03和子阵列04分别位于直角坐标系的第一象限、第二象限、第三象限和第四象限，从而可以确定每个子阵列中每个子电流源的位置坐标，以电流源A为例，子电流源A1的位置坐标可以表示为(1，1)，子电流源A2的位置坐标可以表示为(-1，1)，子电流源A3的位置坐标可以表示为(-1，-1)，子电流源A4的位置坐标可以表示为(1，-1)。
在本公开实施例中，电流源阵列的一次梯度误差模型可以表示为：
δ1(x，y)＝kx*x+ky*y
其中，δ1(x，y)表示一次梯度误差，kx、ky为常系数，且kx、ky是与电流源阵列的制备工艺相关的参数，(x，y)表示子电流源的位置。
由上述一次梯度误差模型可知，一次梯度误差与电流源阵列中电流源的位置成线性关系，电流源阵列的一次梯度误差关于阵列中心点奇对称，当一个电流源分布在基于阵列中心点呈中心对称分布的四个位置时，一次梯度误差就会相互抵消，从而能够有利于改善电流源阵列的一次梯度误差，甚至可以完全消除电流源阵列的一次梯度误差。
根据本公开实施例提供的电流源阵列的构造方法的技术方案，通过将每个电流源拆分为四个子电流源，并通过中心对称的排布方式进行排布，从而能够有利于改善电流源阵列的一次梯度误差，甚至可以有效消除电流源阵列的一次梯度误差，从而有利于减小由工艺偏差及温度梯度等引起的不同电流源之间的失配，进而有利于提高数模转换器的整体性能和精度。
图3示出了本公开实施例提供的电流源阵列的构造方法的另一种可选的实现方式。如图3所示，在一些实施例中，在将每个电流源对应的四个子电流源分别排布于四个子阵列之后，该电流源阵列的构造方法还包括：
步骤S14、对于任意一个子阵列，获取该子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差。
在本公开实施例中，二次梯度误差与电流源的位置相关。在一些实施例中，在步骤S14中，针对该子阵列中的每个子电流源，根据该子电流源在该子阵列中的位置和电流源阵列的中心点的位置，计算该子电流源与中心点的距离；基于二次梯度误差模型，根据该距离计算该子电流源对应的二次梯度误差。
在本公开实施例中，电流源阵列的二次梯度误差模型包括：
δq(x，y)＝gq*d-a0
其中，δq(x，y)表示任意一个子电流源对应的二次梯度误差，gq、a0为常系数，gq、a0是与电流源阵列的制备工艺相关的参数，d表示任意一个子电流源与中心点的距离，(x，y)表示任意一个子电流源在子阵列中的位置。
以图2所示电流源阵列为例，默认中心点的位置坐标为(0，0)，则位置坐标为(x，y)的子电流源与中心点的距离为d＝x2+y2。示例性的，假设子阵列01中子电流源A1的位置坐标为(1，1)，则子电流源A1的位置与中心点的位置之间的距离为d＝1+1＝2。
步骤S15、根据该子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差，确定该子阵列中每个子电流源对应的导通顺序。
其中，子电流源对应的导通顺序表示子电流源开启的顺序，通过步骤S15，可以确定该子阵列中每个子电流源的导通顺序，并根据子电流源的导通顺序确定子电流源的导通顺序的序号，子电流源的导通顺序的序号可以用自然数字表示。例如，图2所示子电流源A1的导通顺序为第1位，则相应序号可以为1。
图4示出了本公开实施例中步骤S15的一种可选的实现方式，如图4所示，在一些实施例中，在步骤S15中，根据该子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差，确定该子阵列中每个子电流源对应的导通顺序，可以进一步包括：
步骤S151、根据该子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差，获取该子阵列的平均梯度误差。
在利用上述二次梯度误差模型计算得到该子阵列中每个子电流源的二次梯度误差之后，将该子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差进行累加求和，得到该子阵列的二次梯度误差累加值，将该累加值与该子阵列中子电流源的数量的比值作为该子阵列对应的平均梯度误差Ea。
步骤S152、获取该子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差与平均梯度误差之间的相对梯度误差。
其中，该子阵列中每个子电流源对应的相对梯度误差E(x，y)为该子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差δq(x，y)与平均梯度误差Ea之间的差值，即E(x，y)＝δq(x，y)-Ea。
步骤S153、根据该子阵列中每个子电流源对应的相对梯度误差，确定该子阵列中每个子电流源对应的导通顺序。
作为一种可选的实施方式，在步骤S153中，根据该子阵列中每个子电流源对应的相对梯度误差，确定该子阵列中每个子电流源对应的导通顺序，包括：将该子阵列对应的相对梯度误差中最大值对应的子电流源确定为导通顺序位于第1位的子电流源；确定该子阵列中剩余未确定导通顺序的子电流源所对应的相对梯度误差中与INLn-1之和的绝对值最小的相对梯度误差，并将该相对梯度误差所对应的子电流源确定为导通顺序位于第n位的电流源。其中，INLn-1表示已确定导通顺序位于第1位至第n-1位的子电流源所对应的相对梯度误差的累加值，n大于或等于2。
示例性的，表1示出了图2所示子阵列01的一种示例性的相对梯度误差分布情况，结合表1和图2，在子阵列01，子电流源A1、B1、C1、D1的相对梯度误差分别为0.54、0.83、-0.15、0.15，子电流源H1、G1、F1、E1的相对梯度误差分别为0.98、-1、-0.66、-0.72，子电流源L1、K1、J1、I1的相对梯度误差分别为2、1、0.21、0.47，子电流源P1、O1、N1、M1的相对梯度误差分别为-1、-2、0.59、-0.50，在步骤S153中，导通顺序位于第1位的子电流源为最大相对梯度误差2所对应的子电流源L1，与导通顺序位于第1位的子电流源L1的相对梯度误差2之和的绝对值最小的相对梯度误差为-2，故将相对梯度误差-2对应的子电流源O1作为导通顺序位于第2位的子电流源，与导通顺序位于第1位的子电流源L1的相对梯度误差2、导通顺序位于第2位的子电流源O1的相对梯度误差-2之和的绝对值最小的相对梯度误差为-0.15和0.15，将其中一个相对梯度误差对应的子电流源作为导通顺序位于第3位的子电流源，例如将相对梯度误差-0.15对应的子电流源C1作为导通顺序位于第3位的子电流源，依此类推，可以确定出子阵列01中每个子电流源对应的导通顺序及导通顺序的序号。
表1
-1 -2 0.59 -0.50
2 1 0.21 0.47
0.98 -1 -0.66 -0.72
0.54 0.83 -0.15 0.15
作为一种可选的实施方式，在步骤S153中，根据该子阵列中每个子电流源对应的相对梯度误差，确定该子阵列中每个子电流源对应的导通顺序，包括：将该子阵列对应的相对梯度误差中最小值对应的子电流源确定为导通顺序位于第1位的子电流源；确定该子阵列中剩余未确定导通顺序的子电流源所对应的相对梯度误差中与INLn-1之和的绝对值最小的相对梯度误差，并将该相对梯度误差所对应的子电流源确定为导通顺序位于第n位的电流源；其中，INLn-1表示已确定导通顺序位于第1位至第n-1位的子电流源所对应的相对梯度误差的累加值，n大于或等于2。
示例性的，结合表1和图2，在步骤S153中，导通顺序位于第1位的子电流源为最小相对梯度误差-2所对应的子电流源O1，与导通顺序位于第1位的子电流源O1的相对梯度误差-2之和的绝对值最小的相对梯度误差为2，故将相对梯度误差2对应的子电流源L1作为导通顺序位于第2位的子电流源，与导通顺序位于第1位的子电流源O1的相对梯度误差-2、导通顺序位于第2位的子电流源L1的相对梯度误差2之和的绝对值最小的相对梯度误差为-0.15和0.15，将其中一个相对梯度误差对应的子电流源作为导通顺序位于第3位的子电流源，例如将相对梯度误差-0.15对应的子电流源C1作为导通顺序位于第3位的子电流源，依此类推，可以确定出子阵列01中每个子电流源对应的导通顺序及导通顺序的序号。
作为一种可选的实施方式，在确定导通顺序位于第1位的子电流源之前，将该子阵列中每个子电流源对应的相对梯度误差按照从小到大或从大到小的顺序进行排序。
需要说明的是，对于每个电流源而言，由于该电流源的4个子电流源基于阵列中心点呈中心对称分布，因此该电流源的4个子电流源对应的二次梯度误差也是对称相同的，当确定一个子阵列中该电流源的一个子电流源的导通顺序及序号时，即可确定该电流源的其他子电流源的导通顺序及序号，该电流源的4个子电流源的导通顺序相同，相应的，该电流源的4个子电流源的导通顺序的序号相同，即，当需要开启该电流源的一个电流源时，同时开启该电流源的其他子电流源。
图5示出了一种电流源阵列的子电流源的导通顺序的序号分布情况，通过上述确定子电流源的导通顺序的方式，得到图2所示每个子阵列的每个子电流源的导通顺序及相应的序号，结合图2和图5，示例性的，电流源A(A1、A2、A3、A4)的导通顺序的序号为1，电流源B(B1、B2、B3、B4)的导通顺序的序号为2，电流源C(C1、C2、C3、C4)的导通顺序的序号为3，.......，电流源O(O1、O2、O3、O4)的导通顺序的序号为15，电流源P(P1、P2、P3、P4)的导通顺序的序号为16。
作为一种示例性实施例，在数模转换器实际工作中，当数字信号输入为m(m大于或等于2)时，则开启该电流源阵列中导通顺序的序号小于或等于m的子电流源。例如，数字信号输入为4，则开启该电流源阵列中导通顺序的序号小于或等于4的子电流源，即打开导通顺序的序号为1、2、3、4的子电流源的开关，以控制的导通顺序的序号为1、2、3、4的子电流源开启。
例如，结合图2，在通过上述确定子电流源的导通顺序的方式确定出子电流源A1的导通顺序的序号为1、子电流源B1的导通顺序的序号为2、子电流源C1的导通顺序的序号为3、子电流源D1的导通顺序的序号为4，当数字信号输入为4时，则开启子电流源A(A1、A2、A3、A4)、子电流源B(B1、B2、B3、B4)、子电流源C(C1、C2、C3、C4)、子电流源D(D1、D2、D3、D4)。
从上述二次梯度误差模型中可以看出，电流源阵列的二次梯度误差与子电流源的位置和阵列中心点的位置相关，且由于二次梯度误差的存在，子电流源的平均电流会受到噪声的影响，因此子电流源的相对梯度误差为子电流源的二次梯度误差与子阵列的平均梯度误差之间的差值。
将子阵列中多个子电流源的相对梯度误差进行累加并取绝对值，便可得到子阵列的积分非线性误差，其中，积分非线性误差可以表示为：
Figure BDA0003875024020000141
其中，EN(x，y)表示开启的导通顺序位于第N位的子电流源的相对梯度误差，m为需开启的电流源的数量，INLm表示开启m个电流源时产生的积分非线性误差。
在上述确定子电流源的导通顺序的方式中，基于相对梯度误差的累加值的绝对值的最小值，确定子电流源的导通顺序及序号，从而在电流源阵列在实际工作中每次开启多个电流源时，有利于使得电流源阵列的积分非线性误差能够保持在最小值，有效抑制了二次梯度误差的积累，减小二次梯度误差对电流源失配的影响，进而有利于提高数模转换器的整体性能和精度，有利于优化电流型数模转换器输出电流的非线性误差，有效提高了电流型数模转换器的线性度。
第二方面，本公开实施例提供一种用于电流型数模转换器的电流源阵列，该电流源阵列包括多个电流源，该电流源阵列被划分为呈中心对称分布的四个子阵列；其中，每个电流源包括四个子电流源，该四个子电流源分别排布于四个子阵列，电流源的每个子电流源对应排布于一个子阵列，且电流源对应的四个子电流源呈中心对称分布。
在一些实施例中，电流源对应的四个子电流源并联设置，电流源对应的每个子电流源的输出电流大小为电流源的输出电流大小的四分之一。
在一些实施例中，对于任意一个所述子阵列，在该子阵列中，导通顺序位于第1位的子电流源为该子阵列中对应的相对梯度误差最大或最小的子电流源；导通顺序位于第n位的电流源为在该子阵列中剩余未确定导通顺序的子电流源所对应的相对梯度误差中，与INLn-1之和的绝对值最小的相对梯度误差所对应的子电流源；其中，INLn-1表示已确定导通顺序位于第1位至第n-1位的子电流源所对应的相对梯度误差的累加值，n大于或等于2，子电流源对应的相对梯度误差为子电流源对应的二次梯度误差和所在子阵列的平均梯度误差之间的差值；子阵列的平均梯度误差为子阵列中的子电流源对应的二次梯度误差的平均值，二次梯度误差是根据预先配置的二次梯度误差模型计算得到的。
在一些实施例中，在电流源阵列中，针对每个电流源，电流源对应的四个子电流源对应的导通顺序相同。
关于该电流源阵列的具体描述可参见上述任一实施例中关于电流源阵列的相关描述，此处不再赘述。
第三方面，本公开实施例提供一种电流型数模转换器，该电流型数模转换器包括上述实施例提供的电流源阵列。
关于该电流源阵列的具体描述可参见上述任一实施例中关于电流源阵列的相关描述，此处不再赘述。
在一些实施例中，该电流型数模转换器为电流舵型数模转换器。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。
在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。
某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器(CPU)、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机可读介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机可读介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机可读介质包括但不限于随机存取存储器(RAM，更具体如SDRAM、DDR等)、只读存储器(ROM)、带电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪存(FLASH)或其它磁盘存储器；只读光盘(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)或其它光盘存储器；磁盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储器；可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其它的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其它传输机制之类的调制数据信号中的其它数据，并且可包括任何信息递送介质。
本公开已经公开了示例实施例，并且虽然采用了具体术语，但它们仅用于并仅应当被解释为一般说明性含义，并且不用于限制的目的。在一些实例中，对本领域技术人员显而易见的是，除非另外明确指出，否则可单独使用与特定实施例相结合描述的特征、特性和/或元素，或可与其它实施例相结合描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离由所附的权利要求阐明的本公开的范围的情况下，可进行各种形式和细节上的改变。

Claims (11)

1.一种用于电流型数模转换器的电流源阵列，其特征在于，所述电流源阵列包括多个电流源，所述电流源阵列被划分为呈中心对称分布的四个子阵列；
其中，每个电流源包括四个子电流源，所述四个子电流源分别排布于所述四个子阵列，所述电流源的每个所述子电流源对应排布于一个所述子阵列，且所述电流源对应的所述四个子电流源呈中心对称分布。
2.根据权利要求1所述的电流源阵列，其特征在于，所述电流源对应的所述四个子电流源并联设置，所述电流源对应的每个子电流源的输出电流大小为所述电流源的输出电流大小的四分之一。
3.根据权利要求1所述的电流源阵列，其特征在于，对于任意一个所述子阵列，在该子阵列中，
导通顺序位于第1位的子电流源为该子阵列中对应的相对梯度误差最大或最小的子电流源；
导通顺序位于第n位的电流源为在该子阵列中剩余未确定导通顺序的子电流源所对应的相对梯度误差中，与INLn-1之和的绝对值最小的相对梯度误差所对应的子电流源；
其中，所述INLn-1表示已确定导通顺序位于第1位至第n-1位的子电流源所对应的相对梯度误差的累加值，n大于或等于2，所述子电流源对应的相对梯度误差为所述子电流源对应的二次梯度误差和所在子阵列的平均梯度误差之间的差值；所述子阵列的平均梯度误差为所述子阵列中的子电流源对应的二次梯度误差的平均值，所述二次梯度误差是根据预先配置的二次梯度误差模型计算得到的。
4.根据权利要求3所述的电流源阵列，其特征在于，在所述电流源阵列中，针对每个所述电流源，所述电流源对应的四个子电流源对应的导通顺序相同。
5.一种用于电流型数模转换器的电流源阵列的构造方法，其特征在于，包括：
将电流源阵列构造为包括呈中心对称分布的四个子阵列；
将多个电流源中的每个电流源构造为由对应的四个子电流源组成；
将每个电流源对应的所述四个子电流源分别排布于所述四个子阵列，所述电流源的每个所述子电流源对应排布于一个所述子阵列，且所述电流源对应的所述四个子电流源呈中心对称分布。
6.根据权利要求5所述的构造方法，其特征在于，在所述将每个电流源对应的所述四个子电流源分别排布于所述四个子阵列之后，所述构造方法还包括：
对于任意一个所述子阵列，获取所述子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差；
根据所述子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差，确定所述子阵列中每个子电流源对应的导通顺序。
7.根据权利要求6所述的构造方法，其特征在于，所述根据所述子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差，确定所述子阵列中每个子电流源对应的导通顺序，包括：
根据所述子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差，获取所述子阵列的平均梯度误差；
获取所述子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差与所述平均梯度误差之间的相对梯度误差；
根据所述子阵列中每个子电流源对应的所述相对梯度误差，确定所述子阵列中每个子电流源对应的导通顺序。
8.根据权利要求6所述的构造方法，其特征在于，所述获取所述子阵列中每个子电流源对应的二次梯度误差，包括：
针对所述子阵列中的每个子电流源，根据所述子电流源在所述子阵列中的位置和所述电流源阵列的中心点的位置，计算所述子电流源与所述中心点的距离；
基于二次梯度误差模型，根据所述距离计算所述子电流源对应的二次梯度误差。
9.根据权利要求8所述的构造方法，其特征在于，所述二次梯度误差模型包括：
δq(x，y)＝gq*d-a0
其中，δq(x，y)表示所述子电流源对应的二次梯度误差，gq、a0为常系数，d表示所述子电流源与所述中心点的距离。
10.根据权利要求7所述的构造方法，其特征在于，所述根据所述子阵列中每个子电流源对应的所述相对梯度误差，确定所述子阵列中每个子电流源对应的导通顺序，包括：
将所述子阵列对应的所述相对梯度误差中最大值或最小值所对应的子电流源确定为导通顺序位于第1位的子电流源；
确定所述子阵列中剩余未确定导通顺序的子电流源所对应的所述相对梯度误差中与INLn-1之和的绝对值最小的相对梯度误差，并将该相对梯度误差所对应的子电流源确定为导通顺序位于第n位的电流源；
其中，INLn-1表示已确定导通顺序位于第1位至第n-1位的子电流源所对应的所述相对梯度误差的累加值，n大于或等于2。
11.一种电流型数模转换器，其特征在于，包括如权利要求1-4中任一项所述的电流源阵列。
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