DE102014114540A1

DE102014114540A1 - Verfahren und einrichtung zum verringern von kondensatorinduzierter isi in dacs

Info

Publication number: DE102014114540A1
Application number: DE201410114540
Authority: DE
Inventors: Sanjay RAJASEKHAR
Original assignee: Analog Devices Global ULC
Current assignee: Analog Devices International ULC
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2014-10-07
Publication date: 2015-04-16
Anticipated expiration: 2034-10-08
Also published as: DE102014114540B4; US9065463B2; CN104579341A; CN104579341B; US20150102949A1

Abstract

Eine Schaltung kann eine Vielzahl von Primär-Digital-Analog-(DAC-)Elementen zum Konvertieren eines digitalen Eingangssignals in ein analoges Ausgangssignal aufweisen. Eine Steuerschaltung kann jedes Primär-DAC-Element so steuern, dass es auf der Basis des digitalen Eingangssignals zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand schaltet, um das analoge Ausgangssignal, das dem digitalen Eingangssignal entspricht, an einem Ausgang bereitzustellen. Eine Vielzahl von Korrektur-DAC-Elementen kann zwischen der Steuerschaltung und dem Ausgang mit der Vielzahl von Primär-DAC-Elementen parallel gekoppelt sein. Die Vielzahl von Korrektur-DAC-Elementen kann so gesteuert werden, dass eine Intersymbolinterferenz (ISI) aufgrund einer parasitären Kapazität in den Primär-DAC-Elementen abgemildert wird. Die Vielzahl von Korrektur-DAC-Elementen kann keinen Gleichstrom zu dem analogen Ausgangssignal beitragen.

Description

HINTERGRUND
Der Gegenstand dieser Anmeldung betrifft Digital-Analog-Umwandler (digital-to-analog converters – DACs) und insbesondere das Mindern einer Intersymbolinterferenz (ISI) in DACs durch Berücksichtigung von parasitären Kapazitäten in den DAC-Elementen.
DACs empfangen ein digitales Eingangssignal und liefern ein analoges Ausgangssignal (z. B. Strom, Spannung oder elektrische Ladung), das das digitale Signal darstellt. Der DAC (z. B. ein vollständig dekodierter DAC oder ein thermometrischer DAC) kann mehrere Einheitselemente aufweisen, die einen Strom oder eine Spannung zu einem DAC-Ausgang liefern. Bei einer Auslegung können die Einheitselemente aktive Stromquellen aufweisen, die von den Schaltern gesteuert werden, um einen Strom am Ausgang bereitzustellen. Bei einer weiteren Auslegung können die Einheitselemente Widerstände aufweisen, die mit einer Referenzspannung verbunden sind, um die Ströme am Ausgang zu erzeugen. In Abhängigkeit vom Wert des digitalen Ausgangssignals werden die Schalter betätigt, um den Beitrag jedes Einheitselements zum Liefern eines Ausgangsstroms zu steuern. Die Ausgänge der Einheitselemente werden kombiniert, um ein analoges Ausgangssignal zu liefern, das das digitale Eingangssignal darstellt.
Wenn die Schalter ein- oder ausgeschaltet werden, können die parasitären Kapazitäten, die mit den Elementen in Zusammenhang stehen, eine Ladung aus den Ausgängen entnehmen (z. B. Virtuell-Masse-Knoten der nachfolgenden Verstärkungsstufe). Da bei jedem Taktzyklus ein anderes Einheitselement aktiviert und deaktiviert werden kann, um das analoge Ausgangssignal zu liefern, das dem digitalen Eingangssignal entspricht, kann die Menge an Ladung, die aus den Ausgängen entnommen wird, auf der Basis des Wechsels der Einheitselementzustände variieren. Durch die Veränderungen der Ladung kann eine codeabhängige Ladung am DAC-Ausgang entnommen werden. Die zusätzliche Ladung am Ausgang kann die Quelle für eine Intersymbolinterferenz (ISI) sein, die eine Form von Verzerrung ist, wenn ein Fehler von dem aktuellen Code und den vorhergehenden Codes abhängig ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Damit Merkmale der vorliegenden Erfindung besser verständlich werden, wird nachstehend eine Anzahl von Zeichnungen beschrieben. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die beiliegenden Zeichnungen nur bestimmte Ausführungsformen der Offenlegung zeigen und daher nicht als Einschränkung ihres Schutzumfangs angesehen werden dürfen, da die Erfindung andere gleichermaßen effektive Ausführungsformen umfassen kann.
1 zeigt ein Blockschaltbild eines DAC nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine thermometrische DAC-Schaltung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine resistive DAC-Schaltung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine Stromlenkungs-DAC-Schaltung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt ein Blockschaltbild eines zeitkontinuierlichen Delta-Sigma-Modulators (continuous-time delta-sigma modulator – CTDSM), der einen Analog-Digital-Umwandler (analog-to-digital converter – ADC) aufweist, nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6A und 6B zeigen Ausgangsspektren für einen zeitkontinuierlichen Delta-Sigma-Modulator (CTDSM).
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenlegung können ein Verfahren zum Mindern einer Intersymbolinterferenz (ISI) aufgrund einer parasitären Kapazität in Digital-Analog-(DAC-)Elementen betreffen. Eine Schaltung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung kann eine Vielzahl von Primär-DAC-Elementen zum Umwandeln eines digitalen Eingangssignals in ein analoges Ausgangssignal aufweisen. Eine Steuerschaltung kann jedes Primär-DAC-Element so steuern, dass es auf der Basis des digitalen Eingangssignals zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand schaltet, um das analoge Ausgangssignal, das das digitale Eingangssignal darstellt, an einem Ausgang bereitzustellen. Eine Vielzahl von Korrektur-DAC-Elementen kann zwischen der Steuerschaltung und dem Ausgang mit der Vielzahl von Primär-DAC-Elementen parallel gekoppelt sein. Die Vielzahl von Korrektur DAC-Elementen kann so gesteuert werden, dass die ISI aufgrund einer parasitären Kapazität in den Primär-DAC-Elementen abgemildert wird. Die Vielzahl von Korrektur-DAC-Elementen kann so ausgelegt sein, dass sie keinen Gleichstrom zu dem analogen Ausgangssignal beiträgt.
Bei einer Ausführungsform kann die Steuerschaltung jedes der Korrektur-DAC-Elemente so steuern, dass sie derart zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand umgeschaltet werden, dass eine Ladung, die durch die parasitären Kapazitäten der Haupt- und Korrektur-DAC-Elemente aus den Ausgängen entnommen wird, konstant ist. Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerschaltung jedes der Korrektur-DAC-Elemente so steuern, dass es derart zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand schaltet, dass eine Gesamtanzahl von Primär- und Korrektur-DAC-Elementen, die einen Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand durchführen, bei jedem Zyklus konstant ist.
1 zeigt ein Blockschaltbild eines DAC 100 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der DAC 100 kann eine Steuerschaltung 120, Haupt-DAC-Elemente 130 und Korrektur-DAC-Elemente 140 aufweisen. Der DAC 100 kann ein analoges Ausgangssignal 150, das einem digitalen Eingangssignal 110 entspricht, liefern. Die Korrektur-DAC-Elemente 140 können zwischen der Steuerschaltung 120 und dem Ausgang 150 parallel zu den Haupt-DAC-Elementen 130 gekoppelt sein. Korrektur-DAC
Die Steuerschaltung 120 kann die Operation der Haupt-DAC-Elemente 130 auf der Basis eines dekodierten digitalen Eingangssignals 110 steuern. Die Ausgänge jedes der Haupt-DAC-Elemente 130 können (z. B. über einen Addierer) kombiniert werden, um das analoge Ausgangssignal 150 zu liefern. Das Ausgangssignal 150 kann ein Differenz-Ausgangssignal (OUTP und OUTN) sein.
Die Steuerschaltung 120 kann ferner die Operation der Korrektur-DAC-Elemente 140 auf der Basis des Zustands der Haupt-DAC-Elemente 130 oder auf der Basis des dekodierten digitalen Eingangssignals 110 steuern. Die Korrektur-DAC-Elemente 140 können so gesteuert werden, dass die Ladung, die durch die gesamte parasitäre Kapazität am Ausgang 150 aus den Ausgängen 150 entnommen wird, unabhängig vom Zustand der Haupt-DAC-Elemente 130 ungefähr die gleiche ist. Unabhängig vom Zustand der Korrektur-DAC-Elemente 140 können die Korrektur-DAC-Elemente 140 keinen Gleichstrom zu dem Ausgang 150 liefern. Wie nachstehend genauer diskutiert wird, können aufgrund der parasitären Kapazität C2 in den Korrektur-DAC-Elementen 140 die Korrektur-DAC-Elemente 140 immer noch eine Ladung an dem Ausgang 150 entnehmen.
Eine Referenzspannung V_REF 160 kann mit den Haupt-DAC-Elementen 130 gekoppelt sein. Die Referenzspannung V_REF 160 kann von den Haupt-DAC-Elementen 130 verwendet werden, um auf der Basis der aus der Steuerschaltung 120 empfangenen Steuersignale einen Strom zu dem Ausgang 150 zu liefern.
Bei Betrieb können die (in Phantomdarstellung gezeigten) parasitären Kapazitäten C1, C2 in den Haupt-DAC-Elementen 130 und den Korrektur-DAC-Elementen 140 vorhanden sein. Die parasitären Kapazitäten C1, C2 können die parasitären Kapazitäten eines oder mehrerer Einheitselemente in den Haupt-DAC-Elementen 130 und/oder den Korrektur-DAC-Elementen 140 darstellen. Obwohl unterschiedliche Komponenten in den DAC-Elementen zu der parasitären Kapazität beitragen können, kann es sich bei der Hauptquelle der parasitären Kapazität um die Schalter in den DAC-Elementen handeln. Da die Schalter so gesteuert werden, dass sie die unterschiedlichen Zustände der DAC-Elemente hervorrufen, kann sich die parasitäre Kapazität in den DAC-Elementen verändern.
Die parasitären Kapazitäten C1, C2 können die Leistung des DAC 100 und der Schaltung, die den DAC 100 aufweist, verschlechtern. Da die parasitären Kapazitäten C1, C2 vom Zustand der DAC-Elemente abhängig sind, kann die parasitäre Kapazität C1 während des Schaltens der Haupt-DAC-Elemente 130 eine codeabhängige Ladung entnehmen.
Um die parasitäre Kapazität C1, die die Leistung des DAC 100 verschlechtert (z. B. codeabhängige Ströme entnimmt) abzumildern, können die Korrektur-DAC-Elemente 140 parallel zu den Haupt-DAC-Elementen 130 vorgesehen sein. Die Korrektur-DAC-Elemente 140 können eine ungefähre Nachbildung der Haupt-DAC-Elemente 130 sein. Bei einer Ausführungsform sind nur die Schalter der Haupt-DAC-Elemente 130 in den Korrektur-DAC-Elementen 140 nachgebildet. Somit kann jeder Schaltkreis in den Haupt-DAC-Elementen 130 einen komplementären Schaltkreis in den Korrektur-DAC-Elementen 140 aufweisen. Die Referenzspannung V_REF 160 kann nicht zu den Korrektur-DAC-Elementen 140 geliefert werden. Somit können die Korrektur-DAC-Elemente 140 keine (in 1 nicht gezeigten) realen Stromelemente aufweisen, die einen Gleichstrom zu dem Ausgang 150 beitragen. Die Korrektur-DAC-Elemente 140 können aufgrund der parasitären Kapazität der Korrektur-DAC-Elemente 140 immer noch codeabhängige Ströme zu dem Ausgang 160 beitragen.
Bei einer weiteren Ausführungsform können sämtliche Schaltungskomponenten in den Haupt-DAC-Elementen 130, die parasitäre Kapazitäten beitragen können, in den Korrektur-DAC-Elementen 140 nachgebildet werden, um die parasitären Kapazitäten in den Haupt-DAC-Elementen 130 nachzuahmen. Zum Beispiel können ein Widerstand und/oder Stromquellen in den Haupt-DAC-Elementen 130 in den Korrektur-DAC-Elementen 140 nachgebildet werden. Die Stromquellen in den Korrektur-DAC-Elementen 140 können "Dummy"-Stromquellen sein (z. B. OFF-MOS-Vorrichtungen). Die Widerstände in den Korrektur-DAC-Elementen 140 können "Dummy"-Widerstände sein (bei denen z. B. beide Anschlüsse gegeneinander kurzgeschlossen werden).
Bei Betrieb kann die Steuerschaltung 120 die Haupt- und Korrektur-DAC-Elemente so steuern, dass die Ladung, die durch die parasitären Kapazitäten C1, C2 von den Ausgängen 150 entnommen wird, unabhängig vom Zustand der Haupt-DAC-Elemente 130 konstant bleibt. Bei einer Ausführungsform kann zum Aufrechterhalten von konstanten parasitären Kapazitäten C1, C2 die Anzahl von Elementen in den Haupt-DAC-Elementen 130 und den Korrektur-DAC-Elementen 140, die in jedem Zyklus umschalten, konstant bleiben. Während zum Beispiel k Elemente aus insgesamt N Elementen in den Haupt-DAC-Elementen 130 in einem Taktzyklus umschalten, können N-k Elemente in den Korrektur-DAC-Elementen 140 ebenfalls umgeschaltet werden. Das heißt, dass während jedes Takts insgesamt N Elemente ihren Zustand wechseln. Somit kann die Gesamtladung, die aufgrund der parasitären Kapazitäten C1, C2 entnommen wird, unabhängig davon, welche DAC-Elemente in den Haupt-DAC-Elementen 130 und den Korrektur-DAC-Elementen 140 aktiviert sind, ungefähr konstant bleiben. Es kann nicht von Bedeutung sein, ob die Elemente von einem "Ein-Zustand" in einen "Aus-Zustand" oder von einem "Aus-Zustand" in einen "Ein-Zustand" wechseln.
Bei einer zweiten Ausführungsform kann jedes Paar von komplementären Elementen in den Haupt-DAC-Elementen 130 und den Korrektur-DAC-Elementen 140 einen anderen Zustand aufweisen. Zum Beispiel kann sich, während sich ein Element in den Haupt-DAC-Elementen 130 in einem ersten Zustand (z. B. Ein-Zustand) befindet, ein komplementäres Element in den Korrektur-DAC-Elementen 140 in einem zweiten Zustand (z. B. Aus-Zustand) befinden. Daher können sich während jedes Zyklus eine Anzahl N von Elementen im ersten Zustand befinden und können sich eine Anzahl N von Elementen im zweiten Zustand befinden. Somit kann die Gesamtladung, die aufgrund der parasitären Kapazitäten C1, C2, entnommen wird, ungefähr konstant bleiben, und zwar unabhängig von der Anzahl von Elementen in den Haupt-DAC-Elementen, die ihre Zustände wechseln, um das erforderliche analoge Ausgangssignal 150 zu liefern.
Bei einer Ausführungsform kann der erste Zustand die Haupt-DAC-Elemente 130 umfassen, die einen positiven Strom zu dem ersten Ausgang 150 liefern, und kann der zweite Zustand die Haupt-DAC-Elemente 130 umfassen, die keinen Strom zu dem Ausgang 150 liefern. Bei einer weiteren Ausführungsform kann der erste Zustand die Haupt-DAC-Elemente 130 umfassen, die einen positiven Strom zu dem Ausgang 150 liefern, und kann der zweite Zustand die Haupt-DAC-Elemente 130 umfassen, die einen negativen Strom zu dem Ausgang 150 liefern. Da die Korrektur-DAC-Elemente 140 keinen Gleichstrom zu dem Ausgang 150 beitragen, können der erste und der zweite Zustand der Korrektur-DAC-Elemente 140 durch Nachahmen dieser Zustände der Schalter in den Haupt-DAC-Elementen 130 hervorgerufen werden.
2 zeigt eine thermometrische DAC-Schaltung 200 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der DAC 200 kann eine Steuerschaltung 220, Haupt-DAC-Elemente 230 und Korrektur-DAC-Elemente 240 aufweisen. Eine Referenzspannung V_REF 260 kann mit den Haupt-DAC-Elementen 230 gekoppelt sein. Die thermometrische DAC-Schaltung 200 kann verwendet werden, um einen Verstärker (z. B. den in 5 gezeigten Operationsverstärker 522) anzusteuern.
Die Steuerschaltung 220 kann ein digitales Ausgangssignal 210 dekodieren und Steuersignale zum Steuern der Operation der Haupt-DAC-Elemente 230 und der Korrektur-DAC-Elemente 240 liefern. Die Ausgänge jedes der Haupt-DAC-Elemente 230 können kombiniert werden (z. B. über einen Addierer), um ein analoges Ausgangssignal 250 zu liefern. Das Ausgangssignal 250 kann ein Differenz-Ausgangssignal sein, einschließlich OUTP und OUTN.
Die Referenzspannung V_REF 260 kann von jedem der Haupt-DAC-Elemente 230 verwendet werden, um auf der Basis der aus der Steuerschaltung 220 empfangenen Steuersignale einen Strom zu dem Ausgang 250 zu liefern. Bei einer weiteren Ausführungsform kann jedes der Haupt-DAC-Elemente 230 eine oder mehrere (in 2 nicht gezeigte) Stromquellen aufweisen. Die Stromquellen können so gesteuert werden, dass sie auf der Basis der aus der Steuerschaltung 220 empfangenen Steuersignale einen Strom zu dem Ausgang 250 liefern.
Die Haupt-DAC-Elemente 230 können eine Vielzahl von Einheitselementen 230.1-N aufweisen. Die Korrektur-DAC-Elemente 240 können eine Vielzahl von Einheitselementen 240.1-N aufweisen. Jedes Einheitselement 230.1-N in den Haupt-DAC-Elementen 230 kann ein dazu passendes entsprechendes Einheitselement 240.1-N in den Korrektur-DAC-Elementen 240 aufweisen. Verschiedene Anordnungstechniken können angewendet werden, um die Charakteristiken (z. B. die parasitäre Kapazität) der komplementären Einheitselemente in den Haupt-DAC-Elementen 230 und den Korrektur-DAC-Elementen 240 anzupassen. Bei einer Ausführungsform sind nur die Schalter der Haupt-DAC-Elemente 230.1-N in den Korrektur-DAC-Elementen 240.1-N nachgebildet. Bei einer weiteren Ausführungsform sind sämtliche der Komponenten (z. B. Stromquellen und/oder Widerstände) in den Haupt-DAC-Elementen 230.1-N, die zu der parasitären Kapazität beitragen können, in den Korrektur-DAC-Elementen 240.1-N nachgebildet.
Bei der Vielzahl von Einheitselementen 230.1-N kann es sich um identische Einheitselemente handeln (z. B. Zwei-Ebenen-Stromlenk-Einheitselemente, die einen positiven Zustand und einen inerten Zustand an den Ausgängen hervorrufen oder einen positiven Zustand und einen negativen Zustand an den Ausgängen hervorrufen). Alternativ kann es sich bei der Vielzahl von Einheitselementen 230.1-N um gewichtete Zellen handeln, wobei jede der gewichteten Zellen 230.1-N einen anderen Stromwert liefern kann. Bei einer weiteren Ausführungsform kann ein Hybridsystem sowohl identische Einheitselemente als auch gewichtete Zellen aufweisen. Bei einem Hybridsystem können die höchstwertigen Bits zu den identischen Einheitselementen geliefert werden und können die niederwertigsten Bits zu den gewichteten Zellen geliefert werden.
Wie oben diskutiert worden ist, kann jede Einheitszelle eine parasitäre Kapazität aufweisen. In Abhängigkeit vom Zustand des Einheitselements kann eine andere parasitäre Kapazität von dem Einheitselement erzeugt werden. Die gesamte parasitäre Kapazität der Einheitselemente in jedem der Haupt- und Korrektur-DAC-Elemente ist jeweils durch die parasitären Kapazitäten C1, C2 dargestellt.
Ohne die Korrektur-DAC-Elemente 240 kann der DAC 200 für eine Intersymbolinterferenz (ISI) aufgrund von codeabhängigen Ladungen, die von der parasitären Kapazität C1 in den Haupt-DAC-Elementen 230 erzeugt wird, anfällig sein. Die parasitären Kapazitäten C1, C2 können codeabhängige Ströme entnehmen, wenn eine Spannungsdifferenz zwischen den Ausgängen OUTP und OUTN (z. B. virtuellen Massen) vorhanden ist. Die Spannungsdifferenz kann sich dadurch, dass die Ausgänge OUTP und OUTN mit einem Integratorverstärker (z. B. dem in 5 gezeigten Operationsverstärker 522) mit einer finiten Bandbreite gekoppelt sind, entwickeln. Da die Einheitselemente, die die parasitäre Kapazität aufweisen, ihren Zustand und ihre Verbindung zwischen den Ausgängen OUTP und OUTN wechseln, können die Einheitselemente eine codeabhängige Ladung proportional zu dem Wert der parasitären Kapazität und einer Spannungsdifferenz an den Ausgängen OUTP und OUTN entnehmen. Diese codeabhängige Ladung aufgrund der parasitären Kapazität kann Verzerrung und Quantifizierungsrauschen in den Schaltungen hervorrufen.
Bei Betrieb kann auf der Basis des digitalen Ausgangssignals 210 eine Anzahl k von Elementen in den Haupt-DAC-Elementen 230 zwischen einem ersten Zustand (z. B. Bereitstellen eines positiven Stroms am Ausgang) und einem zweiten Zustand (z. B. Bereitstellen eines inerten Zustands oder eines negativen Stroms am Ausgang) wechseln. Bei einer solchen Veränderung des Zustands der Elemente kann eine Ladung k*C*ΔV entnommen werden, wobei k die Anzahl von Elementen ist, die ihren Zustand wechseln, C der Wert der parasitären Kapazität des Elements ist und ΔV die Spannung an den Ausgängen OUTN und OUTP ist. Da die Ladung, die entnommen wird, von der Anzahl von Elementen, die ihren Zustand wechseln, abhängig sein kann, gibt es eine Nichtlinearität in dem Wert, der an dem Ausgang 250 zur Verfügung steht.
Zum Korrigieren der Nichtlinearität können die Elemente in den Korrektur-DAC-Elementen 240 gesteuert werden, um die Anzahl von ihren Zustand wechselnden Elementen in den Haupt-DAC-Elementen 230 und den Korrektur-DAC-Elementen 240 konstant zu halten. Zum Beispiel können dann, wenn k Elemente in den Haupt-DAC-Elementen 230 den Zustand in einem bestimmten Zyklus wechseln, N-k Elemente den Zustand in den Korrektur-DAC-Elementen 240 wechseln. Somit kann unabhängig von dem digitalen Eingangssignal 210 die Gesamtladung, die aufgrund der parasitären Kapazität entnommen wird, (k + N – k)·C· ΔV = N·C·ΔV betragen. Das analoge Signal an dem Ausgang 250 kann dem digitalen Signal an dem Eingang 210 entsprechen, da nur die Haupt-DAC-Elemente 230 einen Gleichstrom zu dem Ausgang 250 beitragen, während die Korrektur-DAC-Elemente 240 keinen Gleichstrom zu dem Ausgang 250 beitragen. Die sekundären Einheitselemente 240 können nur aufgrund der parasitären Kapazität in den Korrektur-DAC-Elementen 240 eine Ladung beitragen.
Bei einer weiteren (in 1 und 2 nicht gezeigten) Ausführungsform können separate Steuerschaltungen verwendet werden, um die Haupt-DAC-Elemente 230 und die Korrektur-DAC-Elemente 240 zu steuern.
Die DACs in 1 und 2 können weitere Komponenten aufweisen, die in diesen Figuren nicht gezeigt sind, wie z. B. Energiequellen oder andere Komponenten zum Verringern von EMI. Eine Verschachtelung kann zu Linearitätszwecken an den Haupt-DAC-Elementen 230 und/oder den Korrektur-DAC-Elementen 240 durchgeführt werden.
3 zeigt eine resistive DAC-Schaltung 300 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die resistive DAC-Schaltung 300 kann eine Haupt-DAC-Schaltung 310 und eine Korrektur-DAC-Schaltung 340 aufweisen. Die Haupt-DAC-Schaltung 310 kann eine Vielzahl von Schaltern A1, A2, A3 und A4, ein Paar von Ausgangsanschlüssen 312 und 314 und ein Paar von Widerständen 316 und 318 aufweisen. Die Korrektur-DAC-Schaltung 340 kann eine Vielzahl von Schaltern B1, B2, B3 und B4 und das Paar von Ausgangsanschlüssen 312 und 314 aufweisen. Die Haupt-DAC-Schaltung 310 kann einem der Einheitselemente in den (in 1 gezeigten) Haupt-DAC-Elementen 130 oder einem der Einheitselemente in den (in 2 gezeigten) Haupt-DAC-Elementen 230 entsprechen. Die Korrektur-DAC-Schaltung 340 kann einem der Einheitselemente in den (in 1 gezeigten) Korrektur-DAC-Elementen 140 oder einem der Einheitselemente in den (in 2 gezeigten) Korrektur-DAC-Elementen 240 entsprechen. Bei einer weiteren Ausführungsform können die Haupt-DAC-Schaltung 310 und die Korrektur-DAC-Schaltung 340 als ein Einheitselement in einem DAC enthalten sein.
Bei der Haupt-DAC-Schaltung 310 kann die Vielzahl von Schaltern A1, A2, A3 und A4 zwei Schaltungsabzweige zwischen Widerständen 316 und 318 bilden. Die Schalter A1 und A3 können einen ersten Abzweig definieren, der zwischen dem Widerstand 316, dem Ausgang OUTP 312 und dem Widerstand 318 gebildet ist. Die Schalter A2 und A4 können einen zweiten Abzweig definieren, der zwischen dem Widerstand 316, dem Ausgang OUTN 314 und dem Widerstand 318 gebildet ist. Ein Anschluss des Widerstands 316 kann mit einer Referenzspannung V_REF gekoppelt sein, und ein anderer Anschluss des Widerstands 316 kann mit den Schaltern A1 und A2 gekoppelt sein. Ein Anschluss des Widerstands 318 kann mit einer zweiten Referenzspannung (z. B. Masse) gekoppelt sein, und ein anderer Anschluss des Widerstands 316 kann mit den Schaltern A3 und A4 gekoppelt sein.
Bei der Korrektur-DAC-Schaltung 340 kann die Vielzahl von Schaltern B1, B2, B3 und B4 ebenfalls zwei Abzweige bilden. Die Schalter B1 und B2 können in Reihe gekoppelt sein, um einen ersten Abzweig zwischen dem Ausgang OUTP 312 und dem Ausgang OUTN 314 zu definieren. Die Schalter B3 und B4 können in Reihe gekoppelt sein, um einen zweiten Abzweig zwischen dem Ausgang OUTP 312 und dem Ausgang OUTN 314 zu definieren. Parameter der Schalter B1, B2, B3 und B4 können mit den Parametern der entsprechenden Schalter A1, A2, A3 bzw. A4 übereinstimmen und können in der gleichen Konfiguration zwischen den Ausgängen OUTP 312 und OUTN 314 angeordnet sein.
Wie in 3 gezeigt ist, können parasitäre Kapazitäten 320 und 322 in der Haupt-DAC-Schaltung 310 vorhanden sein. Die parasitäre Kapazität 320 kann mit dem Knoten gekoppelt sein, der den Widerstand 316 und die Schalter A1, A2 verbindet. Die parasitäre Kapazität 322 kann mit dem Knoten gekoppelt sein, der den Widerstand 318 und die Schalter A3, A4 verbindet. Die parasitären Kapazitäten 320 und 322 können parasitäre Kapazitäten von einem oder mehreren Schaltern und Widerständen in der Haupt-DAC-Schaltung 310 aufweisen. Bei Betrieb, wenn die Ausgänge OUTP 312 und OUTN 314 unterschiedliche Spannungen aufweisen, können die parasitären Kapazitäten 320 und 322 eine codeabhängige Ladung entziehen.
Auf im Wesentlichen gleiche Weise können parasitäre Kapazitäten 350 und 352 in der Korrektur-DAC-Schaltung 340 vorhanden sein. Die parasitäre Kapazität 350 kann mit dem Knoten gekoppelt sein, der die Schalter B1 und B2 verbindet. Die parasitäre Kapazität 352 kann mit dem Knoten gekoppelt sein, der die Schalter B3 und B4 verbindet. Die parasitären Kapazitäten 350 und 352 können parasitäre Kapazitäten von einem oder mehreren Schaltern in der Schaltung aufweisen. Da die Komponenten in der Haupt-DAC-Schaltung 310 und der Korrektur-DAC-Schaltung 340 im Wesentlichen gleich sein können, kann die parasitäre Kapazität 320 ungefähr gleich der parasitären Kapazität 350 sein, und die parasitäre Kapazität 322 kann ungefähr gleich der parasitären Kapazität 352 sein.
Steuersignale können an die Schalter A1, A2, A3 und A4 angelegt werden, um Strom zu den Ausgangsanschlüssen 312, 314 zu liefern oder aus diesen zu entziehen. Zum Beispiel können die Schalter A1 und A4 geschlossen sein und können die Schalter A2 und A3 offen sein, um einen ersten Zustand hervorzurufen. Die Schalter A2 und A3 können geschlossen sein, und die Schalter A1 und A4 können offen ein, um einen zweiten Zustand hervorzurufen. Im ersten Zustand kann der Widerstand 316 Strom zu dem Ausgang OUTP 312 liefern und kann der Widerstand 318 Strom aus dem Ausgang OUTN 314 entziehen. Im zweiten Zustand kann der Widerstand 316 Strom zu dem Ausgang OUTN 314 liefern und kann der Widerstand 318 Strom aus dem Ausgang OUTP 312 entziehen. Die Definitionen der oben diskutierten Zustände werden mit Bezug auf die in 3 gezeigte Ausführungsform diskutiert, sie können bei anderen Ausführungsformen jedoch auch anders definiert sein.
Auf im Wesentlichen gleiche Weise können Steuersignale an die Schalter B1, B2, B3 und B4 angelegt werden, um eine Schaltung mit einem ersten und einem zweiten Zustand zu schaffen, die der Haupt-DAC-Schaltung 310 entspricht. Während des ersten Zustands und des zweiten Zustands kann die Korrektur-DAC-Schaltung 340 jedoch keinen Gleichstrom zu den Ausgängen 312 und 314 liefern.
Um eine ISI aufgrund der parasitären Kapazität zu mindern, können die Haupt- und Korrektur-DAC-Schaltungen so gesteuert werden, dass die Ladung, die durch die parasitären Kapazitäten aus den Ausgängen 312, 314 entnommen wird, unabhängig vom Zustand der Haupt-DAC-Schaltung 310 konstant bleibt. Um die konstante Ladung, die durch die parasitären Kapazitäten aus den Ausgängen 312, 314 entnommen wird, aufrechtzuerhalten, kann die Gesamtanzahl von Elementen (Primär- und Korrektur-Schaltungen), die den Zustand in jedem Zyklus wechseln, konstant (d. h. N) sein. Das heißt, dass sowohl die Haupt- als auch die Korrektur-DAC-Schaltung 310 und 340 im gleichen Zustand sein können, solange die Gesamtanzahl solcher Elemente (z. B. Elemente in 2), die den Zustand wechseln, konstant bleibt.
Bei einer weiteren Ausführungsform können die Schalter in der Korrektur-DAC-Schaltung 340 so gesteuert werden, dass sie ihren Zustand wechseln, wenn die Schalter in der Haupt-DAC-Schaltung 310 so gesteuert werden, dass sie ihren Zustand wechseln. Zum Beispiel können dann, wenn die Schalter A1 und A4 so gesteuert werden, dass sie geöffnet werden, die Schalter B1 und B4 so gesteuert werden, dass sie geschlossen werden. Auf im Wesentlichen gleiche Weise können dann, wenn die Schalter A2 und A3 so gesteuert werden, dass sie geschlossen werden, die Schalter B2 und B3 so gesteuert werden, dass sie geöffnet werden. Somit kann unabhängig vom Zustand der Haupt-DAC-Schaltung 310 ungefähr die gleiche parasitäre Kapazität an den Ausgängen 312, 314 vorhanden sein.

Bei einer Ausführungsform kann sich der Zustand der Schalter in der Haupt-DAC-Schaltung 310 immer vom Zustand der komplementären Schalter in der Korrektur-DAC-Schaltung 340 unterscheiden. Tabelle 1 zeigt die möglichen Zustände der Schalter in der Haupt-DAC-Schaltung 310 und der Korrektur-DAC-Schaltung 340.

	A1	A2	A3	A4	B1	B2	B3	B4
Wenn Schaltung 310 im ersten Zustand ist	Geschlossen	Offen	Offen	Geschlossen	Offen	Geschlossen	Geschlossen	Offen
Wenn Schaltung 310 im zweiten Zustand ist	Offen	Geschlossen	Geschlossen	Offen	Geschlossen	Offen	Offen	Geschlossen

Tabelle 1

Eine Aktivierung der entsprechenden Schalter in der Haupt- und der Korrektur-DAC-Schaltung 310, 340 kann komplementär durchgeführt werden. Wenn ein Schalter in einer Schaltung (z. B. Schalter A1) geschlossen ist, kann der komplementäre Schalter (z. B. Schalter B2) offen sein. Somit entnimmt bei Betrieb eine der parasitären Kapazitäten 320 und 350 die Ladung an den Ausgängen 312, 314 und entnimmt eine der parasitären Kapazitäten 322 und 352 die Ladung, die mit den Ausgängen 312, 314 verbunden ist. Daher wird unabhängig vom Zustand der Haupt-DAC-Schaltung 310 ungefähr die gleiche Ladung durch die parasitäre Kapazität an den Ausgängen 312, 314 entnommen.
Die Vielzahl der Schalter A1, A2, A3 und A4 und die Vielzahl der Schalter B1, B2, B3 und B4 können als MOS-Transistoren (z. B. NMOS, PMOS oder Niederspannungs-NMOS) implementiert sein. Bei einer weiteren Ausführungsform können die Widerstände 316, 318 durch Stromquellen ersetzt werden.
Wie in 3 gezeigt ist, kann die Korrektur-DAC-Schaltung 340 Korrektur-Widerstände 366 und 368 aufweisen. Der Korrektur-Widerstand 366 kann dem Widerstand 316 in der Haupt-DAC-Schaltung 310 entsprechen, und der Korrektur-Widerstand 368 kann dem Widerstand 318 der Haupt-DAC-Schaltung 310 entsprechen. Die Korrektur-Widerstände 366 und 368 können vorgesehen sein, wenn die Widerstände 316 und 318 zu den parasitären Kapazitäten 320, 322 beitragen. Die Anschlüsse des Korrektur-Widerstands 366 können gegeneinander kurzgeschlossen werden, und die Anschlüsse des Korrektur-Widerstands 368 können gegeneinander kurzgeschlossen werden.
4 zeigt eine Stromlenk-DAC-Schaltung 400 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Stromlenk-DAC-Schaltung 400 kann einen ersten Satz von Schaltern A1, A2, A3 und A4, einen zweiten Satz von Schaltern B1, B2, B3 und B4, ein Paar von Ausgangsanschlüssen 412 und 414 und ein Paar von Stromquellen 416 und 418 aufweisen. Die DAC-Schaltung 400 kann einem der Einheitselemente in den (in 2 gezeigten) Haupt-DAC-Elementen 230 und einem der Elemente in den (in 2 gezeigten) Korrektur-DAC-Elementen 240 entsprechen.
Der erste Satz von Schaltern A1, A2, A3 und A4 kann zwei Schaltungsabzweige zwischen einer ersten Stromquelle 416 und einer zweiten Stromquelle 418 bilden. Die Schalter A1 und A3 können einen ersten Abzweig definieren, der zwischen der Stromquelle 416, dem Ausgang OUTP 412 und der Stromquelle 418 gebildet ist. Die Schalter A2 und A4 können einen zweiten Abzweig schaffen, der zwischen der Stromquelle 416, dem Ausgang OUTN 414 und der Stromquelle 418 gebildet ist. Die erste Stromquelle 416 kann mit den Schaltern A1 und A2 gekoppelt sein. Die zweite Stromquelle 418 kann mit den Schaltern A3 und A4 gekoppelt sein.
Die zweiten Schalter B1, B2, B3 und B4 können ebenfalls zwei Abzweige bilden. Die Schalter B1 und B2 können in Reihe gekoppelt sein, um einen ersten Abzweig zwischen dem Ausgang OUTP 412 und dem Ausgang OUTN 414 zu definieren. Die Schalter B3 und B4 können in Reihe gekoppelt sein, um einen zweiten Abzweig zwischen dem Ausgang OUTP 412 und dem Ausgang OUTN 414 zu definieren. Parameter der Schalter B1, B2, B3 und B4 können mit den Parametern der entsprechenden Schalter A1, A2, A3 bzw. A4 übereinstimmen und können in der gleichen Konfiguration zwischen den Ausgängen OUTP 412 und OUTN 414 angeordnet sein.
Wie in 4 gezeigt ist, können parasitäre Kapazität 420 und 422 in den Abzweigen vorhanden sein, die von dem ersten Satz von Schaltern A1, A2, A3 und A4 gebildet sind. Die parasitäre Kapazität 420 kann mit dem Knoten gekoppelt sein, der die erste Stromquelle 416 und die Schalter A1, A2 verbindet. Die parasitäre Kapazität 422 kann mit dem Knoten gekoppelt sein, der die zweite Stromquelle 418 und die Schalter A3, A4 verbindet. Die parasitären Kapazitäten 420 und 422 können parasitäre Kapazitäten von einem oder mehreren Schaltern und Widerständen in den Abzweigen aufweisen, die von dem ersten Satz von Schaltern A1, A2, A3 und A4 gebildet sind. Bei Betrieb, wenn die Ausgänge OUTP 412 und OUTN 414 unterschiedliche Spannungen aufweisen, können die parasitären Kapazitäten 420 und 422 eine codeabhängige Ladung entziehen.
Auf im Wesentlichen gleiche Weise können parasitäre Kapazitäten 450 und 452 in den Abzweigen vorhanden sein, die von dem zweiten Satz von Schaltern B1, B2, B3 und B4 gebildet sind. Die parasitäre Kapazität 450 kann mit dem Knoten gekoppelt sein, der die Schalter B1 und B2 verbindet. Die parasitäre Kapazität 452 kann mit dem Knoten gekoppelt sein, der die Schalter B3 und B4 verbindet. Die parasitären Kapazitäten 450 und 452 können parasitäre Kapazitäten von einem oder mehreren Schaltern in der Schaltung aufweisen. Da die Komponenten in den Abzweigen, die von dem ersten Satz von Schaltern A1, A2, A3 und A4 gebildet sind, den Komponenten in den Abzweigen, die von dem zweiten Satz von Schaltern B1, B2, B3 und B4 gebildet sind, im Wesentlichen gleich sein können, kann die parasitäre Kapazität 420 ungefähr gleich der parasitären Kapazität 450 sein und kann die parasitäre Kapazität 422 ungefähr gleich der parasitären Kapazität 452 sein.
Steuersignale können an die Schalter A1, A2, A3 und A4 angelegt werden, um Strom zu den Ausgangsanschlüssen 412, 414 zu liefern oder aus diesen zu entziehen. Zum Beispiel können die Schalter A1 und A4 geschlossen sein und können die Schalter A2 und A3 offen sein, um einen ersten Zustand hervorzurufen. Die Schalter A2 und A3 können geschlossen sein, und die Schalter A1 und A4 können offen ein, um einen zweiten Zustand hervorzurufen. Im ersten Zustand kann die erste Stromquelle 416 Strom zu dem Ausgang OUTP 412 liefern und kann die zweite Stromquelle 418 Strom aus dem Ausgang OUTN 414 entziehen. Im zweiten Zustand kann die erste Stromquelle 416 Strom zu dem Ausgang OUTN 414 liefern und kann die zweite Stromquelle 418 Strom aus dem Ausgang OUTP 412 entziehen. Die Definitionen der oben diskutierten Zustände werden mit Bezug auf die in 4 gezeigte Ausführungsform diskutiert, sie können bei anderen Ausführungsformen jedoch auch anders definiert sein.
Um eine ISI aufgrund der parasitären Kapazität zu mindern, kann die DAC-Schaltung 400 so gesteuert werden, dass die Ladung, die durch die parasitären Kapazitäten aus den Ausgängen 412, 414 entnommen wird, unabhängig vom Zustand der DAC-Schaltung 400 konstant bleibt. Um die konstante Ladung, die durch die parasitären Kapazitäten aus den Ausgängen 412, 414 entnommen wird, aufrechtzuerhalten, kann die Gesamtanzahl von Elementen (Primär- und Korrektur-Schaltungen), die den Zustand in jedem Zyklus wechseln, konstant (d. h. N) sein.
Bei einer Ausführungsform wird der erste Satz von Schaltern A1, A2, A3 und A4 so gesteuert, dass er Strom zu den Ausgangsanschlüssen 412, 414 liefert oder Strom aus diesen entzieht, und kann der zweite Satz von Schaltern B1, B2, B3 und B4 so gesteuert werden, dass er sicherstellt, dass die parasitäre Kapazität unabhängig vom Zustand der DAC-Schaltung 400 ungefähr die gleiche bleibt. Da die Stromquellen 416 und 418 nicht mit den Abzweigen verbunden sind, die von dem zweiten Satz von Schaltern B1, B2, B3 und B4 gebildet sind, können diese Abzweige keinen Gleichstrom zu den Ausgängen 412 und 414 liefern. Das Vorsehen von ungefähr der gleichen parasitären Kapazität in der DAC-Schaltung 400 unabhängig vom Zustand der Schaltung kann dazu beitragen, die ISI aufgrund der parasitären Kapazität zu mindern.

Tabelle 2 zeigt die möglichen Zustände des ersten und des zweiten Satzes von Schaltern im ersten Zustand und im zweiten Zustand der DAC-Schaltung 400.

	A1	A2	A3	A4	B1	B2	B3	B4
Erster Zustand	Geschlossen	Offen	Offen	Geschlossen	Offen	Geschlossen	Geschlossen	Offen
Zweiter Zustand	Offen	Geschlossen	Geschlossen	Offen	Geschlossen	Offen	Offen	Geschlossen

Tabelle 2

Eine Aktivierung der entsprechenden Schalter in dem ersten und dem zweiten Satz von Schaltern kann komplementär durchgeführt werden. Wenn ein Schalter in dem ersten Satz von Schaltern (z. B. Schalter A1) geschlossen ist, kann der komplementäre Schalter in dem zweiten Satz von Schaltern (z. B. Schalter B2) offen sein. Somit entnimmt bei Betrieb eine der parasitären Kapazitäten 420 und 450 die Ladung an den Ausgängen 412, 414 und entnimmt eine der parasitären Kapazitäten 422 und 452 die Ladung an den Ausgängen 412, 414. Daher wird unabhängig vom Zustand der Haupt-DAC-Schaltung 400 ungefähr die gleiche Ladung durch die parasitäre Kapazität an den Ausgängen 412, 414 entnommen.
Der erste Satz von Schaltern A1, A2, A3 und A4 und der zweiten Satz von Schaltern B1, B2, B3 und B4 können als MOS-Transistoren (z. B. NMOS, PMOS oder Niederspannungs-NMOS) implementiert sein. Bei einer weiteren Ausführungsform können die Stromquellen 416, 418 durch Widerstände und Spannungsquellen ersetzt werden.
Wie in 4 gezeigt ist, kann die Korrektur-DAC-Schaltung 440 Dummy-Stromquellen 466 und 468 aufweisen. Die Dummy-Stromquelle 466 kann der Stromquelle 416 in der Haupt-DAC-Schaltung 410 entsprechen, und die Dummy-Stromquelle 468 kann der Stromquelle 418 in der Haupt-DAC-Schaltung 410 entsprechen. Die Dummy-Stromquellen 466 und 468 können vorgesehen sein, wenn die Stromquellen 416, 418 zu den parasitären Kapazitäten 420, 422 beitragen. Die Dummy-Stromquellen 466 und 468 können OFF-MOS-Vorrichtungen sein.
5 zeigt ein Blockschaltbild eines zeitkontinuierlichen Delta-Sigma-Modulators (CTDSM) 500, der einen ADC aufweist, nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der CTDSM kann einen Eingangswiderstand 510, einen Integrator 520, einen Analog-Digital-Wandler (ADC) 540 und einen DAC 550 aufweisen. Der CTDSM 500 kann ein analoges Eingangssignal V_IN empfangen und ein digitales Ausgangssignal D_OUT liefern, das dem analogen Eingangssignal V_IN entspricht.
Ein Eingangssignal V_IN kann zu einem ersten Anschluss des Eingangswiderstands 510 geliefert werden, und ein zweiter Anschluss des Eingangswiderstands 510 kann mit einem Eingangsanschluss des Integrators 520 gekoppelt sein. Ein Ausgangsanschluss des Integrators 520 kann mit einem Eingangsanschluss des ADC 540 gekoppelt sein, und ein Ausgangsanschluss des ADC 540 kann ein Ausgangssignal D_OUT des CTDSM 500 liefern. Der Ausgangsanschluss des ADC 540 kann ferner mit einem Eingangsanschluss des DAC 550 gekoppelt sein, und ein Ausgangsanschluss des DAC 550 kann über einen Summierknoten N_SUM mit dem Integrator 520 gekoppelt sein.
Das Eingangssignal V_IN kann ein analoges Eingangssignal sein, das über die Zeit kontinuierlich variieren kann. Das Eingangssignal V_IN kann ein unsymmetrisches Signal oder ein Differenzsignal sein. Das Eingangssignal V_IN kann an den Eingangswiderstand 510 angelegt werden, um einen Eingangsstrom I_IN zu liefern, der dem Eingangssignal V_IN entspricht. Der Integrator 520 kann den Eingangsstrom I_IN und ein analogkonvertiertes Rückführsignal I_F aus dem DAC 550 empfangen und eine Summe des Eingangsstroms I_IN und des Rückführsignals I_F integrieren. Wie in 5 gezeigt ist, kann der Integrator 520 eine aktive RC-Konfiguration mit einem Operationsverstärker 522 und einem Kondensator 524 aufweisen.
Der ADC 540 kann den Ausgang des Integrators 520 in einen digitalen Ausgang D_OUT konvertieren. Der DAC 550 kann das digitale Ausgangssignal D_OUT empfangen und das digitale Ausgangssignal D_OUT in ein analoges Rückführsignal I_F konvertieren. Das analoge Rückführsignal I_F kann mit dem Eingangsstrom I_IN an dem Summierknoten N_SUM summiert werden, und das summierte Signal kann zu dem Integrator 520 geliefert werden. Der DAC 550 kann einer der oben diskutierten DAC-Schaltungen entsprechen.
6A zeigt ein Ausgangsspektrum für einen CTDSM ohne eine Korrektur-DAC-Schaltung, und 6B zeigt ein Ausgangsspektrum für einen CTDSM mit einer Korrektur-DAC-Schaltung. Wie in 6A gezeigt ist, kann das Ausgangsspektrum der Schaltung ohne eine Korrektur-DAC-Schaltung große Harmonische und ein erhöhtes Quantisierungsrauschen aufweisen. Wie in 6B gezeigt ist, werden durch das Vorsehen einer Korrektur-DAC-Schaltung in dem CTDSM die Harmonischen und das Quantisierungsrauschen verringert.
5 zeigt einen CTDSM erster Ordnung nur zum Zwecke der Veranschaulichung, und die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können mit anderen Architekturen von CTDSMs (z. B. CTDSMs höherer Ordnung) vorgesehen sein oder können mit zeitdiskreten Delta-Sigma-Modulatoren (discrete time delta-sigma modulators – DTDSMs) vorgesehen sein.
Die oben diskutierten Ausführungsformen zum Mindern von ISI aufgrund von parasitärer Kapazität können in anderen Schaltungen angewendet werden. Zum Beispiel können die oben diskutierten Ausführungsformen bei Schaltungen angewendet werden, die einen einzelnen Ausgang und/oder eine einzelne Stromquelle aufweisen.
In der vorstehenden Beschreibung sind zum Zweck der Erläuterung zahlreiche spezifische Details dargelegt worden, um ein gründliches Verständnis der erfindungsgemäßen Konzepte zu ermöglichen. Als Teil dieser Beschreibung können einige Strukturen und Vorrichtungen in Form eines Blockschaltbilds gezeigt worden sein, damit die Erfindung nicht verkompliziert wird. Eine Bezugnahme in der Beschreibung auf "eine der Ausführungsformen" oder "eine Ausführungsform" bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder Charakteristik, das/die in Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform der Erfindung enthalten ist, und mehrere Bezugnahmen auf "eine der Ausführungsformen" oder "eine Ausführungsform" darf nicht notwendigerweise als Bezugnahme auf dieselbe Ausführungsform verstanden werden.
Eine oder eine Vielzahl der oben dargestellten Operationen, die hier beschrieben worden sind, können in einem Computerprogramm implementiert sein, das auf einem Speichermedium mit Anweisungen zum Programmieren eines Systems zum Durchführen der Operationen gespeichert sein kann. Das Speichermedium kann jeden Typ von Diskette, einschließlich Floppy Disks, optischen Speicherplatten, Kompaktdisketten-Nurlesespeichern (compact disk read-only memories – CD-ROMs), wiederbeschreibbaren Kompaktdisketten (compact disk rewritable – CD-RWs) und magnetooptischen Speicherplatten, Halbleitervorrichtungen, wie z. B. Nurlesespeichern (ROMs), Schreib-/Lesespeichern (random access memories – RAMs), wie z. B. dynamischen und statischen RAMs, löschbaren programmierbaren Nurlesespeichern (erasable programmable read-only memories – EPROMs), elektrisch löschbaren programmierbaren Nurlesespeichern (electrically erasable programmable read-only memories – EEPROMSs), Flashspeichern, magnetischen oder optischen Karten, oder jeden Typ von Medien, die zum Speichern von elektronischen Anweisungen geeignet sind, umfassen, ist jedoch nicht auf diese beschränkt. Andere Ausführungsformen können als Softwaremodule implementiert sein, die von einer programmierbaren Steuervorrichtung ausgeführt werden.
Wie bei jeder Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung verwendet, kann "Schaltungsanordnung" zum Beispiel einzeln oder in jeder Kombination eine analoge Schaltungsanordnung, digitale Schaltungsanordnung, festverdrahtete Schaltungsanordnung, programmierbare Schaltungsanordnung, Zustandsmaschinen-Schaltungsanordnung und/oder Firmware, die Anweisungen speichert, welche von einer programmierbaren Schaltungsanordnung ausgeführt werden, umfassen. Ferner kann bei jeder hier dargestellten Ausführungsform eine Schaltungsanordnung als eine oder mehrere integrierte Schaltungen ausgeführt und/oder Teil einer solchen sein.
Es sei darauf hingewiesen, dass bei der Entwicklung jeder tatsächlichen Implementierung (wie bei jedem Entwicklungsprozess) zahlreiche Entscheidungen getroffen werden müssen, um die spezifischen Ziele der Entwickler (z. B. Konformität mit system- und geschäftsbezogenen Einschränkungen) zu erreichen, und dass diese Ziele von einer Implementierung zur anderen variieren. Es sei ferner darauf hingewiesen, dass ein solcher Entwicklungsaufwand komplex und zeitaufwendig sein kann, jedoch für Fachleute auf dem Sachgebiet, die Kenntnis dieser Offenlegung haben, eine Routineaufgabe ist.

Claims

Schaltung, die umfasst: eine Vielzahl von Primär-Digital-Analog-(DAC-)Elementen (130) zum Konvertieren eines digitalen Eingangssignals in ein analoges Ausgangssignal; eine Steuerschaltung (120), die jedes Primär-DAC-Element so steuert, dass dieses auf der Basis des digitalen Eingangssignals zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand schaltet, um das analoge Ausgangssignal, das das digitale Eingangssignal darstellt, an einem Ausgang bereitzustellen; und eine Vielzahl von Korrektur-DAC-Elementen (140), die parallel zu der Vielzahl von Primär-DAC-Elementen zwischen der Steuerschaltung und dem Ausgang gekoppelt sind.
Schaltung nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltung (120) jedes der Korrektur-DAC-Elemente (140) so steuert, dass diese derart zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand schalten, dass eine Ladung, die durch parasitäre Kapazitäten der Haupt-(130) und Korrektur-(140)DAC-Elemente aus dem Ausgang entnommen wird, konstant ist.
Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerschaltung (120) jedes der Korrektur-DAC-Elemente (140) so steuert, dass diese derart zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand schalten, dass eine Gesamtanzahl der Primär- und Korrektur-DAC-Elemente, die einen Übergang zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand durchführen, in jedem Zyklus konstant ist.
Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Korrektur-DAC-Elemente (140) keinen Gleichstrom zu dem analogen Ausgangssignal beitragen.
Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im ersten Zustand die Primär-DAC-Elemente einen positiven Strom zu dem Ausgang liefern und im zweiten Zustand die Primär-DAC-Elemente einen negativen Strom zu dem Ausgang liefern.
Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Primär-DAC-Elemente (316, 318) Widerstands-DAC-Elemente sind.
Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Primär-DAC-Elemente Stromlenk-DAC-Elemente sind.
Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ausgangssignal ein Differenz-Ausgangssignal ist.
Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vielzahl von Primär-DAC-Elementen ein thermometrischer DAC ist.
Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerschaltung eine Vielzahl von Schaltern so steuert, dass diese die Primär-DAC-Elemente zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand schalten, und die Schalter einer eines NMOS-Schalters, eines PMOS-Schalters und eines Niederspannungs-NMOS-Schalters sind.
Digital-Analog-(DAC-)Element, das umfasst: eine erste Stromquelle; eine zweite Stromquelle; einen ersten Satz von Schaltern, der so angeordnet ist, dass er eine Vielzahl von Primär-Schaltungsabzweigen zwischen der ersten und der zweiten Stromquelle bildet, wobei: ein erster der Primär-Schaltungsabzweige einen ersten Schalter, der zwischen der ersten Stromquelle und einem ersten Ausgangsanschluss geschaltet ist, und einen zweiten Schalter, der zwischen der zweiten Stromquelle und dem ersten Ausgangsanschluss geschaltet ist, aufweist, ein zweiter der Primär-Schaltungsabzweige einen dritten Schalter, der zwischen der ersten Stromquelle und einem zweiten Ausgangsanschluss geschaltet ist, und einen vierten Schalter, der zwischen der zweiten Stromquelle und dem zweiten Ausgangsanschluss geschaltet ist, aufweist, und einen zweiten Satz von Schaltern, der so angeordnet ist, dass er eine Vielzahl von Korrektur-Schaltungsabzweigen zwischen dem ersten und dem zweiten Ausgangsanschluss bildet, wobei: ein erster der Korrektur-Schaltungsabzweige einen fünften Schalter und einen sechsten Schalter aufweist, die zwischen dem ersten und dem zweiten Ausgangsanschluss in Reihe geschaltet sind, und ein zweiter der Korrektur-Schaltungsabzweige einen siebten Schalter und einen achten Schalter aufweist, die zwischen dem ersten und dem zweiten Ausgangsanschluss in Reihe geschaltet sind.
DAC-Element nach Anspruch 11, wobei der erste Satz von Schaltern in den Primär-Schaltungsabzweigen so betätigt wird, dass einer von zwei Zuständen in jedem Taktzyklus hervorgerufen wird, wobei die Zustände umfassen: einen ersten Zustand, in dem die erste Stromquelle Strom zu dem ersten Ausgangsanschluss liefert und die zweite Stromquelle Strom aus dem zweiten Ausgangsanschluss entzieht, und einen zweiten Zustand, in dem die erste Stromquelle Strom zu dem zweiten Ausgangsanschluss liefert und die zweite Stromquelle Strom aus dem ersten Ausgangsanschluss entzieht.
DAC-Element nach Anspruch 12, wobei der zweite Satz von Schaltern in den Korrektur-Schaltungsabzweigen so betätigt wird, dass einer von zwei Zuständen in jedem Taktzyklus hervorgerufen wird, wobei die Zustände umfassen: einen ersten Zustand, in dem der fünfte Schalter und der achte Schalter geschlossen sind und der sechste Schalter und der siebte Schalter offen sind, und einen zweiten Zustand, in dem der fünfte Schalter und der achte Schalter offen sind und der sechste Schalter und der siebte Schalter geschlossen sind, und der erste Satz von Schaltern und der zweite Satz von Schaltern so gesteuert werden, dass bei jedem Taktzyklus dann, wenn der erste Satz von Schaltern den ersten Zustand aufweist, der zweite Satz von Schaltern den zweiten Zustand aufweist, und wenn der erste Satz von Schaltern den zweiten Zustand aufweist, der zweite Satz von Schaltern den ersten Zustand aufweist.
DAC-Element nach Anspruch 13, wobei der zweite Satz von Schaltern im ersten und im zweiten Zustand keinen Gleichstrom zu dem ersten und dem zweite Ausgang beiträgt.
DAC-Element nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die Schalter von mindestens einem des ersten und des zweiten Satzes von Schaltern einen eines NMOS-Schalters, eines PMOS-Schalters und eines Niederspannungs-NMOS-Schalters aufweisen.
Digital-Analog-(DAC-)Element, das umfasst: einen ersten Widerstand, der mit einer ersten Referenzspannung gekoppelt ist; einen zweiten Widerstand, der mit einer zweiten Referenzspannung gekoppelt ist; einen ersten Satz von Schaltern, die so angeordnet sind, dass sie eine Vielzahl von Primär-Schaltungsabzweigen zwischen dem ersten und dem zweiten Widerstand bilden, wobei: ein erster der Primär-Schaltungsabzweige einen ersten Schalter, der zwischen dem ersten Widerstand und einem ersten Ausgangsanschluss geschaltet ist, und einen zweiten Schalter, der zwischen dem zweiten Widerstand und dem ersten Ausgangsanschluss geschaltet ist, aufweist, ein zweiter der Primär-Schaltungsabzweige einen dritten Schalter, der zwischen dem ersten Widerstand und einem zweiten Ausgangsanschluss geschaltet ist, und einen vierten Schalter, der zwischen dem zweiten Widerstand und dem zweiten Ausgangsanschluss geschaltet ist, aufweist; und einen zweiten Satz von Schaltern, die so angeordnet sind, dass sie eine Vielzahl von Korrektur-Schaltungsabzweigen zwischen dem ersten und dem zweiten Ausgangsanschluss bilden, wobei: ein erster der Korrektur-Schaltungsabzweige einen fünften Schalter und einen sechsten Schalter, die zwischen dem ersten Ausgangsanschluss und dem zweiten Ausgangsanschluss in Reihe geschaltet sind, aufweist, und ein zweiter der Korrektur-Schaltungsabzweige einen siebten Schalter und einen achten Schalter, die zwischen dem ersten Ausgangsanschluss und dem zweiten Ausgangsanschluss in Reihe geschaltet sind, aufweist.
DAC-Element nach Anspruch 16, wobei der erste Satz von Schaltern in den Primär-Schaltungsabzweigen so betätigt wird, dass einer von zwei Zuständen in jedem Taktzyklus hervorgerufen wird, wobei die Zustände umfassen: einen ersten Zustand, in dem der erste Widerstand mit dem ersten Ausgangsanschluss gekoppelt ist und der zweite Widerstand mit dem zweiten Ausgangsanschluss gekoppelt ist, und einen zweiten Zustand, in dem der erste Widerstand mit dem zweiten Ausgangsanschluss gekoppelt ist und der zweite Widerstand mit dem ersten Ausgangsanschluss gekoppelt ist.
DAC-Element nach Anspruch 17, wobei der zweite Satz von Schaltern in den Korrektur-Schaltungsabzweigen so betätigt wird, dass einer von zwei Zuständen in jedem Taktzyklus hervorgerufen wird, wobei die Zustände umfassen: einen ersten Zustand, in dem der fünfte Schalter und der achte Schalte geschlossen sind und der sechste Schalter und der siebte Schalter offen sind, und einen zweiten Zustand, in dem der fünfte Schalter und der achte Schalter offen sind und der sechste Schalter und der siebte Schalter geschlossen sind; und der erste Satz von Schaltern und der zweite Satz von Schaltern so gesteuert werden, dass bei jedem Taktzyklus dann, wenn der erste Satz von Schaltern den ersten Zustand aufweist, der zweite Satz von Schaltern den zweiten Zustand aufweist, und wenn der erste Satz von Schaltern den zweiten Zustand aufweist, der zweite Satz von Schaltern den ersten Zustand aufweist.
DAC-Element nach Anspruch 18, wobei der zweite Satz von Schaltern im ersten und im zweiten Zustand keinen Gleichstrom zu dem ersten und dem zweiten Ausgang beiträgt. DAC-Element nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei die Schalter von mindestens einem des ersten und des zweiten Satzes von Schaltern einen eines NMOS-Schalters, eines PMOS-Schalters und eines Niederspannungs-NMOS-Schalters aufweisen.