DE112014001378T5

DE112014001378T5 - Mehrketten-Digital-Analog-Wandler

Info

Publication number: DE112014001378T5
Application number: DE112014001378.1T
Authority: DE
Inventors: Dennis A. Dempsey
Original assignee: Analog Devices Global ULC
Current assignee: Analog Devices International ULC
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2015-12-03
Anticipated expiration: 2034-03-15
Also published as: WO2014140307A2; US9100045B2; US9077376B2; US20140313066A1; DE112014001378B4; WO2014140307A3; US20140285369A1; US20140266838A1; CN105210298A; CN105210298B; US9065479B2

Abstract

Ein Mehrketten-DAW ist beschrieben und umfasst zumindest zwei DAW-Stufen. Jede DAW-Stufe umfasst eine Kette aus Impedanz-Elementen und ein Schaltnetzwerk. In einer Konfiguration umfasst der DAW ein erstes und zweites Schaltnetzwerk, wobei das zweite Schaltnetzwerk mehrere geschaltete Pfade bereitstellt, die für Impedanz-Effekte der zweiten Kette kompensieren und mehrere Zustandsänderungen an dem Ausgangsknoten des DAW bereitstellt.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Digital-Analog-Wandler (DAWs) und insbesondere einen DAW, der unter Verwendung mehrerer geschalteter Ketten ausgeführt wird. Solche Konfigurationen eignen sich vor allem für integrierte Schaltungsanordnungen, die z. B. eine MOS-Technologie verwenden.
Hintergrund
Digital-Analog-Wandler oder DAWs sind auf dem Gebiet bekannt und werden verwendet, um ein digitales Eingangssignal in ein entsprechendes analoges Ausgangssignal zu konvertieren. Beispiele für solche DAWs sind in gleichzeitig anhängigem US-Patent US 5.969.657 beschrieben, dessen Inhalt hierin durch Verweis aufgenommen wurde.
Andere bekannte DAW-Konfigurationen sind in gleichzeitig anhängigem US 7.136.002 beschrieben, das hierin wiederum durch Verweis aufgenommen wurde, das eine duale Ketten-DAW-Konfiguration unter Verwendung eines Zwischenzustands mit hoher Impedanz beschreibt.
Diese Arten von DAW-Konfigurationen haben weitverbreitet Verwendung und Anwendung gefunden. Trotz ihrer Vorteile besteht jedoch immer Bedarf an verbesserten Anordnungen.
Zusammenfassung
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Lehre ist ein Mehrketten-DAW bereitgestellt, der einen Strompfad mit niedriger Impedanz durch eine zweite Impedanzkette und eine gut durchdachte Konfiguration von Schaltungselementen verwendet, um DAW-Ausgangspegel zu erzeugen, die ansonsten aufgrund von Lasten, die mit einer 2. Kettenimpedanz in Zusammenhang stehen, nicht erreichbar wären. In Übereinstimmung mit diesem Aspekt der Lehre ist ein erster Strompfad mit niedriger Impedanz durch eine zweite Impedanzkette in einem ersten Betriebsmodus des DAW und in einem zweiten Betriebsmodus eines zweiten Strompfads mit höherer Impedanzlast, die nicht wesentlich zu dem elektrischen Rauschen beiträgt, bereitgestellt.
In Übereinstimmung mit diesem Aspekt der vorliegenden Lehre ist eine Schaltung bereitgestellt, die die Ausgangsimpedanz solcher Mehrstufen-Digital-Analog-Wandler reduziert, um thermisches Rauschen, die Einschwingzeit, DAW-Übergangsfehler sowie die Schaltungsgröße und die Kosten zu reduzieren. Dies erfordert den Bedarf an Puffern in einer Mehrstufen-DAW-Architektur.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Lehre ist es möglich, die Größe von Widerständen, die in jeder der DAW-Ketten verwendet werden, zu reduzieren, und in bestimmten Konfigurationen kann der Wert der Widerstände, die in der zweiten Kette verwendet werden, R2, so ausgewählt werden, dass er um vieles kleiner ist als der Wert der Widerstände, die in der ersten Kette verwendet werden, R1.
In bestimmten Aspekten der vorliegenden Lehre ist es möglich, eine Trennung der Spannungsänderungen an der ersten Kette von dem Spannungsabfall an einem stromführenden ketteninternen Schalter bereitzustellen. Dies ermöglicht die Verwendung eines größeren Werts des R_EIN-Schaltnetzwerks ohne dabei das gesamte DAW-Transferfunktion-Leistungsverhalten negativ zu beeinflussen. Dies ermöglicht wiederum kleinere MOS-Vorrichtungsschalter mit der daraus resultierenden Verbesserung einer niedrigeren Kapazität, und niedrigeren Leckströmen, schnellen Störimpulsen und Einschwingzeiten. Im Gegensatz zu der Lehre von Mehrketten-DAW-Konfigurationen des Stands der Technik, ist eine Anordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre nicht darauf beschränkt, dass R_EIN durch die Differenz zwischen dem Widerstand zwischen den zwei Gesamtwiderständen, R2 – R1 bestimmt wird, wobei R1 der Widerstand der Elemente in der ersten Kette ist und R2 der Widerstand der Elemente in der zweiten Kette ist.
Dementsprechend stellt eine erste Ausführungsform der Anmeldung einen DAW, wie in Übereinstimmung mit den unabhängigen Patentansprüchen bereitgestellt, bereit. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen bereitgestellt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Anmeldung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1A eine schematische Blockarchitektur ist, die eine DAW-Schaltung zeigt, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre bereitgestellt ist;
1B eine schematische Blockarchitektur ist, die eine DAW-Schaltung zeigt, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre bereitgestellt ist;
1C eine schematische Blockarchitektur ist, die Details der Schaltung aus 1B zeigt;
1D eine schematische Blockarchitektur ist, die Details der Schaltung aus 1B darstellt;
2 eine schematische Blockarchitektur ist, die beispielhafte Verwendungen zeigt, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre bereitgestellt sind;
3 Simulationsergebnisse einer idealen Schaltung zeigt, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre implementiert wurde;
4 eine schematische Blockarchitektur ist, die Details einer modifizierten Schaltung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre zeigt;
5 Simulationsergebnisse einer idealen Schaltung zeigt, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre implementiert wurde;
6 eine schematische Blockarchitektur ist, die Details einer modifizierten Schaltung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre zeigt;
7 Simulationsergebnisse einer idealen Schaltung zeigt, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre wie in der Architektur aus 6 implementiert wurde;
8 eine schematische Blockarchitektur ist, die Details einer modifizierten Schaltung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre ist;
9 eine schematische Blockarchitektur ist, die Details einer modifizierten Schaltung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre zeigt;
10A eine schematische Blockarchitektur ist, die Details einer modifizierten Schaltung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre zeigt;
10B eine schematische Blockarchitektur ist, die Details einer modifizierten Schaltung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre zeigt;
10C eine schematische Darstellung ist, die eine beispielhafte parallele Implementierung einer Lastschaltung laut der Lehre aus 10A zeigt;
10D eine schematische Darstellung ist, die eine beispielhafte Reihenimplementierung einer Lastschaltung laut der Lehre aus 10B zeigt;
10E eine schematische Darstellung ist, die eine beispielhafte Reihenimplementierung einer Lastschaltung zeigt;
10F eine beispielhafte Schaltungsanordnung zeigt, die laut der Lehre aus 10B mit einer Schaltung verwendet werden kann;
10G eine beispielhafte Schaltungsanordnung zeigt, die laut der Lehre aus 10C mit einer Schaltung verwendet werden kann;
11 Simulationsergebnisse einer idealen Schaltung zeigt, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre implementiert wird;
12 eine schematische Blockarchitektur ist, die Details einer Schaltung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre zeigt;
13a und 13B schematische Teilansichten von Beispielen einer Dreistufen-Impedanzketten-Anordnung zeigt, die ein komplexeres Schalten nahe der Abschlüsse der Impedanzketten hervorhebt, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre bereitgestellt sein können;
14 eine schematische Darstellung ist, die Details einer alternativen Schaltung in Übereinstimmung mit den unter Bezugnahme auf 12 beschriebenen allgemeinen Prinzipien darstellt;
15 ein Beispiel für eine Erweiterung der Schaltung aus 1A auf mehrere Stufen zeigt, wobei die Anzahl der Impedanzketten größer als zwei ist;
16 ein Beispiel für eine Erweiterung der Schaltung aus 1A auf mehrere Stufen zeigt, wobei die Anzahl der Impedanzketten größer als zwei ist;
17a und 17b ein Beispiel dafür zeigen, wie ein Regelkreis mit einem DAW-Schaltnetzwerk gekoppelt sein kann, um Fehler in dem Schaltnetzwerk zu kompensieren;
18 verschiedene Beispiele dafür zeigt, wie ein solcher Regelkreis implementiert werden kann;
19 eine schematische Blockdarstellung ist, die zeigt, wie ein Regelkreis in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre verwendet werden kann, um eine Schaltimpedanz zu steuern;
20 eine Modifikation der schematischen Darstellung aus 10 ist;
21 die Aufnahme einer Reihenimpedanz in Blockform zeigt, die verwendet werden kann, um eine R_EIN-Steuerung eines geschalteten Netzwerks bereitzustellen.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Lehre wird nun unter Bezugnahme auf beispielhafte Anordnungen beschrieben, die in der Form eines Mehrketten-Digital-Analog-Wandlers, DAW, implementiert sind. Digital-Analog-Wandler werden verwendet, um ein digitales Eingangssignal in einen entsprechenden analogen Ausgang zu konvertieren. Ein DAW gemäß der vorliegenden Lehre erfordert keine gepufferte Architektur. Konventionelle DAWs werden unter Verwendung binärer Übergänge implementiert, jedoch gibt es in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre keinen beschränkenden Bedarf an solchen binären Übergängen, obwohl die Schaltungen in diesem Kontext beschrieben werden. Deshalb sollten, wenn sich die vorliegende Offenbarung auf MSB- und LSB-Übergänge bezieht, die typischerweise im Kontext von eine binäre Zustandsänderung angebenden Details eines digitalen Eingangscodes interpretiert werden, diese innerhalb des Kontexts der vorliegenden Lehre allgemeiner als Zustandsänderungen interpretiert werden, die nicht notwendigerweise einen binären Übergang darstellen.
Es gilt anzuerkennen, dass ein Mehrketten-DAW auch als Mehrstufen-DAW bezeichnet werden kann, wobei jede Stufe eine Kette aus Impedanz-Elementen umfasst. In einem solchen Mehrketten-Wandler verwendet eine erste Stufe eine erste Kette zum Konvertieren einer Gruppe von Bits höherer Ordnung eines digitalen N-Bit-Worts und eine zweite Stufe verwendet eine zweite Kette zum Entschlüsseln der verbleibenden Bits niedrigerer Ordnung. Innerhalb des Kontexts der nachfolgenden Beschreibung, die für Fachleute zum Verständnis der Merkmale und Vorteile einer Anordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre bereitgestellt ist, wobei jede der Ketten unter Bezugnahme auf eine beispielhafte Implementierung unter Verwendung von Widerständen beschrieben wird. Es gilt anzuerkennen, dass Widerstände ein Beispiel für eine Art eines Impedanz-Elements sein können, das verwendet werden kann und soll die vorliegende Lehre nicht auf eine Implementierung beschränken, in der ausschließlich Widerstände als Impedanz-Elemente verwendet werden. In dieser Hinsicht wird anerkannt werden, dass Widerstände eine bevorzugte Art von Impedanz-Elementen sein können, insbesondere in Szenarien, in denen die Spannung an der Kette hoch ist, wie wenn Kette mit den Referenzanschlüssen des Wandlers gekoppelt ist. In anderen Ketten, in denen die Spannung relativ niedrig ist, können auch andere Elemente, wie aktive MOS-Vorrichtungen verwendet werden. Die vorliegende Lehre ist deshalb nicht als auf einen Multi-Widerstands-Ketten-DAW beschränkt auszulegen.
Die Referenzanschlüsse sind typischerweise mit der ersten Kette gekoppelt, und das folgende Beispiel zeigt ein spezielles Beispiel für eine Spannungsquelle. Wie von Fachleuten anerkannt wird, soll der Begriff Spannung eine aktive Spannungsversorgung, einen Spannungspuffer oder eine Stromquelle umfassen, die mit anderen Schaltungselementen gekoppelt sind und konfiguriert sind, eine Zielspannung bereitzustellen. Innerhalb dieser allgemeinen Definition gilt anzuerkennen, dass die vorliegende Lehre nicht auf eine spezielle Konfiguration und somit auf die Verwendung des Begriffs Referenzanschluss beschränkt werden sollte.
1A und 1B zeigen ein Beispiel in schematischer Blockform eines Mehrketten-Digital-Analog-Wandlers, DAW, 100, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre bereitgestellt ist. Der DAW umfasst eine erste DAW-Kette 110 mit einer Vielzahl von Impedanz-Elementen (in der schematischen Darstellung aus 10 als Impedanz-Elemente R1 dargestellt). Die erste Kette 110 ist mit Referenzanschlüssen oder Knoten verbunden, in diesem speziellen Beispiel sind Referenzanschlüsse durch eine Spannungsquelle an einem ersten 111 und einem zweiten 112 Referenzknoten bereitgestellt.
In der schematischen Darstellung aus 1 sind diese Referenzknoten als positive und negative Spannungsreferenzknoten dargestellt, es gilt jedoch anzuerkennen, dass verschiedene Potentiale je nach Anforderung bereitgestellt werden könnten. Die erste Kette ist konfiguriert, signifikanteste Bits (MSBs) eines digitalen Eingangssignals zu konvertieren und kann deshalb als eine MSB-DAW-Kette bezeichnet werden. Wie aus dem Nachfolgenden anerkannt werden wird, können ausgewählte LSB-Codes in bestimmten Konfigurationen auch durch selektives und genaues Schalten von 1. Ketten-Impedanz-Elementen bereitgestellt werden, und die vorliegende Lehre ist nicht so auszulegen, als dass von der ersten Kette nur MSB-Schalten bereitgestellt wird. Es gilt deshalb aus dem Nachstehenden zu verstehen, dass ein genaues Schalten von zumindest einem der Impedanz-Elemente, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre, verwendet werden kann, um einen LSB-Übergang an dem Ausgang des DAW bereitzustellen. Auf diese Art sollte die erste Stufe nicht so angesehen werden, als dass sie eine exklusive Konvertierung von MSBs des digitalen Eingangsworts bereitstellt.
Der DAW 100 umfasst ebenfalls einen zweiten Satz aus Schaltungskomponenten, die konfiguriert sind, am wenigsten signifikante Bits (LSBs) eines digitalen Eingangssignals zu konvertieren und können deshalb als ein LSB-DAW-Block 120 bezeichnet werden. Dieser LSB-DAW-Block 120 umfasst, wie in 1D dargestellt, eine zweite Kette 160 des DAW, wobei die zweite Kette 160 eine Vielzahl von Impedanz-Elementen R2 umfasst. Es gilt anzuerkennen, dass die Anzahl der einzelnen Impedanz-Elemente in der zweiten Kette abhängig von der gesamten DAW-Konfiguration variiert und diese beispielhafte Anordnung aus drei einzelnen Widerständen sollte als ein reines Beispiel für die Anzahl der Impedanz-Elemente, die die eigentliche Schaltung bilden können, angesehen werden. Dieser LSB-DAW-Block 120 ist mit einem Ausgangsknoten 130 des DAW gekoppelt. Wie oben erwähnt, ist der zweite Block konfiguriert, am wenigsten signifikante Bits (LSBs) eines digitalen Eingangssignals zu konvertieren und kann deshalb als eine LSB-DAW-Kette bezeichnet werden, aber wiederum, wie aus dem Nachfolgenden anerkannt werden soll, soll die vorliegende Lehre nicht so angesehen werden, als dass sie nur auf das Bereitstellen des LSB-Schaltens ausgehend von dieser zweiten Kette beschränkt ist.
Der DAW 100 umfasst ferner ein erstes Schaltnetzwerk 140, das ausgelegt ist, eine Spannung, die an einem ausgewählten oder an zumindest einem der Impedanz-Elemente in der ersten Kette 110 an der zweiten Kette 160 als Antwort auf ein digitales Eingangssignal zu erzeugen. Das digitale Signal umfasst einen digitalen Bit-Strom und die Impedanz-Elemente in der zweiten Kette sind konfiguriert, Spannungen als Antwort auf Strom zu erzeugen, der von der ersten Kette durch das erste Schaltnetzwerk zur zweiten Kette fließt, um an dem Ausgangsknoten 130 ein entsprechendes analoges Signal zu dem digitalen Eingangssignal zu erzeugen. Es gilt aus dem Nachfolgenden anzuerkennen, dass ausgewählte Schalter dieses ersten Schaltnetzwerks 140 als mit der zweiten Kette 160 gemeinsam genutzte, ketteninterne Elemente bezeichnet werden können. Es gilt zu verstehen, dass der Begriff „kettenintern” die Tatsache wiederspiegelt, dass diese Schalter Teil des ersten Schaltnetzwerks sowie des zweiten Schaltnetzwerks bilden und sich innerhalb oder im Inneren beider Blöcke befinden.
Der DAW aus 1 stellt auch ein zweites Schaltnetzwerk 150 bereit, das nichtstromführende Schalter umfasst, die konfiguriert sind, zumindest einen Übergang eines am wenigsten signifikanten Bits, LSB, als Antwort auf ein digitales Eingangssignal an dem Ausgangsknoten bereitzustellen. Es gilt anzuerkennen, dass wenn auf diese Schalter als nichtstromführende Schalter Bezug genommen wird:

1) dies ein Verweis auf die Verwendung der Schalter im Sinne einer Gleichspannung ist, da sie Strom während Übergängen oder Änderungen leiten und;
2) es ein gewisses, kleines Lecken geben kann, jedoch ist dieses Lecken klein genug, um den DAW im Wesentlichen unempfänglich für den R_EIN dieser Schalter zu machen.

Wie in 1D dargestellt, ist die zweite Kette 160 aus Impedanz-Elementen mit einem dritten Schaltnetzwerk 170 des DAW 100 gekoppelt. Das dritte Schaltnetzwerk 170 ermöglicht, dass ausgewählte Elemente der zweiten Kette 160 mit dem Ausgang 130 gekoppelt werden.
Das zweite Schaltnetzwerk 150 kann in Kombination mit dem dritten Schaltnetzwerk 170 verwendet werden, um eine der beiden Seiten des ersten Schaltnetzwerks 140 abzufühlen, d. h. die Seite, die sich nahe an der ersten Kette 110 befindet oder jene Seite, die sich nahe an der zweiten Kette 160 befindet. Dieses Abfühlen kann während Zuständen ausgelöst werden, wenn die 2. Kette 160 parallel mit einem ausgewählten Impedanz-Element der ersten Kette 110 gekoppelt ist oder natürlich auch während Zuständen, wenn die 2. Kette nicht gekoppelt ist.
Es gilt deshalb anzuerkennen, dass die Anschlüsse der ersten Kette 110 mit zwei Blöcken gekoppelt sind, wobei der erste Block 140 ein ketteninterner Multiplexer zwischen jeder der ersten und der zweiten DAW-Kette ist und ein zweiter Block 150 ein Abfühlnetzwerk ist, dass die ersten DAW-Kettenanschlussspannungen direkt mit dem Ausgang 130 koppelt. Jeder des ersten 140 und des zweiten 150 Blocks umfasst Schalter und kann als solcher in Blockformat als Schaltnetzwerke betrachtet werden. In der schematischen Darstellung in 1, und ähnlich dazu in 4 und 6, ist die Kopplung der ersten Kette mit dem zweiten Block 150 durch eine einzelne Linie dargestellt. Es gilt anzuerkennen, dass dies nur der Einfachheit der Darstellung dient und nicht beabsichtigt ist, dass der Eindruck entsteht, dass alle Widerstände im Allgemeinen mit dem zweiten Block 150 gekoppelt sind. Fachleute werden anerkennen, dass jeder der Widerstände einzeln mittels einem geeigneten Schaltmechanismus mit Block 150 gekoppelt sein kann.
Das erste Schaltnetzwerk oder der ketteninterne Multiplexer umfasst Schalter, die einen Teil der Architekturen der ersten und der zweiten Stufe bilden. In den schematischen Darstellungen aus 1C und 1D ist der erste Block 140 mit gestrichelten Außenlinien dargestellt, da er Schalter umfasst, die traditionellerweise als Teil der ersten bzw. der zweiten DAW-Stufe betrachtet werden können. Im Kontext der vorliegenden Lehre kann dies als ein gemeinsam genutzter Multiplexer betrachtet werden. Auf diese Art weisen bestimmte ausgewählte Schalter des ersten Schaltnetzwerks dadurch einen Dual-Betrieb oder Zweck auf, als dass sie von der MSB-DAW-Kette und LSB-DAW-Kettenteilen des DAW 100 gemeinsam genutzt werden. Es gilt deshalb anzuerkennen, dass diese Schalter einen Teil beider Stufen bilden und können deshalb als ein ketteninterner Multiplexer betrachtet werden. Einzelne der gemeinsam genutzten Schalter können konfiguriert sein, um Impedanz-Elemente der ersten Kette selektiv mit der zweiten Kette zu koppeln oder zumindest einen LSB-Übergang direkt an Ausgangsknoten 130 bereitzustellen.
Durch selektives Schalten der Schalter des DAW 100 ist es möglich, Anschlüsse der ersten oder MSB-DAW-Kette 110 über nichtstromführende Schalter direkt mit dem Ausgangsknoten 130 des DAW 100 zu koppeln. Auf diese Art ist es möglich, einen LSB-Übergang an dem Ausgangsknoten, getrennt von jedem Spannungsabfall an den Impedanz-Elementen in der zweiten Widerstandskette bereitzustellen. Dies kann auch in Situationen durchgeführt werden, in denen die zweite oder die LSB-DAW-Kette 160 aktiviert ist. Es gilt anzuerkennen, dass der DAW-Strom, I_DAW, im Wesentlichen codeunabhängig ist.
Wie oben besprochen wurde und in 1D dargestellt ist, umfasst der zweite oder LSB-DAW-Block 120 ebenfalls ein drittes Schaltnetzwerk 170 der gesamten DAW-Architektur, das Schalter umfasst, die Anschlüsse der zweiten Kette 160 direkt mit dem Ausgangsknoten 130 koppeln. Diese Schalter sind vorzugsweise als im Wesentlichen nichtstromführende Schalter bereitgestellt oder können in bestimmten Konfigurationen mit einer Last gekoppelt sein, um einen stromführenden Schalter effektiv zu belasten. In jedem der beiden Szenarien ist der zweite oder der LSB-DAW-Block 120 mit dem Ausgangsknoten 130 gekoppelt.
In einem ersten Betriebsmodus reagiert das erste Schaltnetzwerk 140 auf die signifikantesten Bits, MSBs, des digitalen Eingangssignals, die mit der ersten Kette gekoppelt sind und auf die am wenigsten signifikanten Bits, LSBs, des digitalen Eingangssignals, die mit der zweiten Widerstandskette gekoppelt sind. In einem weiteren Modus reagiert das erste Schaltnetzwerk auf die signifikantesten Bits, MSBs, des digitalen Eingangssignals, die mit der ersten Kette gekoppelt sind und reagiert ferner auf die am wenigsten signifikanten Bits, LSBs, die an Übergangszuständen der ersten Kette oder in der Nähe davon bereitgestellt sind. Es gilt anzuerkennen, dass der Begriff Übergangszustände sich auf jene Szenarien bezieht, in denen ein DAW-Code eine Änderung der Kopplung von Impedanz-Elementen in den zweiten oder anschließenden Impedanzketten von einem identifizierten Impedanz-Element in einer ersten Kette des DAW zu einem zweiten benachbarten Impedanz-Element in dieser ersten DAW-Kette erfordert. Dies wird als eine andere als eine konventionelle Migration nach oben und unten an einer Impedanz-Kette anerkannt.
Durch Bereitstellen einer Konfiguration wie hierin zuvor beschrieben wurde, ist es möglich, eine Vielzahl von LSB-Übergängen an dem Ausgang des DAW bereitzustellen, abhängig von der ausgewählten Schaltungsanordnung an einem Impedanz-Element der ersten Kette. 2 zeigt eine Reihe von Beispielen in einer höheren Architektur mit denselben Bezugsziffern, die für Komponenten verwendet werden, die bereits in Bezug auf 1 beschrieben wurden.
Wie in 2 dargestellt, wobei die zweite oder LSB-DAW-120 Kette in Blockform dargestellt ist, umfasst eine erste MSB-DAW-Kette 110 eine Vielzahl von Impedanz-Elementen 111, die hier als einzelne Widerstände 200 dargestellt sind. Die Kette ist ausgelegt, um ein selektives Schalten von einzelnen Widerständen 200 zu ermöglichen. In Übereinstimmung mit Verfahren, die von Fachleuten anerkannt werden, ist es möglich, durch genaues Auswählen, welcher der Widerstände geschalten wird, das analoge Ausgangssignal, das an dem Ausgang des DAW bereitgestellt wird, zu variieren.
In dem Szenario aus Fall 1, der in 2 dargestellt ist, ist die zweite Kette 160 des Blocks 120 konfiguriert, einen Lasteffekt an dem ersten Schaltnetzwerk 140 und an zumindest einem Widerstand 200 der ersten Kette 110 bereitzustellen. Dies stellt einen ersten LSB-Übergang an dem Ausgang 130 bereit. In einer weiteren Konfiguration, die als Fall 5 in 2 dargestellt ist, kann ein zweiter LSB-Übergang durch Variieren der Schaltanordnung bereitgestellt werden. Auf diese Art ist zu ersehen, dass der DAW so konfiguriert ist, das sein Schalten unter Verwendung des ersten Schaltnetzwerks des ersten Lasteffekts, der von der zweiten Kette bereitgestellt wird, einen ersten und zweiten LSB-Übergang definiert. Auf diese Art ist es möglich, einen LSB-DAW-Lasteffekt so zu integrieren, das die Sub-DAW-Belastungsänderung mehrere LSB-Schritte an dem LSB-DAW-Referenzanschluss, die in der DAW-Transferfunktion integriert sind, anstelle eines Fehlers beeinflussen kann.
In einer weiteren Konfiguration, die in Fall 2 und 4 dargestellt ist, sind die zweite Kette und das erste Schaltnetzwerk konfiguriert, einen Lasteffekt an der ersten Kette bereitzustellen, wobei dieser Lasteffekt unter Verwendung des zweiten Schaltnetzwerks 150 abgefühlt wird und einen ersten und zweiten LSB-Übergang an dem Ausgangsknoten 130 bereitstellt. Auf diese Art wird ein Schalten des Lasteffekts, der von der zweiten Kette bereitgestellt wird, abhängig von der ausgewählten Schaltkonfiguration, an einem ersten Widerstandskettenanschluss des ersten Schaltnetzwerks abgefühlt und definiert einen ersten und zweiten LSB-Übergang an dem Ausgangsknoten 130.
Es gilt anzuerkennen, dass ausgehend von einer Durchsicht der verschiedenen Zustandsänderungen, die in 2 dargestellt sind, ein einzelner Schalter verwendet werden kann, um ein Schalten für benachbarte Impedanz-Elemente in der ersten Kette so bereitzustellen, um eine mehrfache Änderung des LSB an dem Ausgang, abhängig davon, mit welchem Widerstand in der ersten Kette der Schalter gekoppelt ist, bereitzustellen.
In einer weiteren Schaltkonfiguration, die in Fall 3 dargestellt ist, ist ein Schalten des ersten Schaltnetzwerks konfiguriert, einen unbelasteten hohen Impendanzzustand bereitzustellen, der erzeugt wird, wenn ein Strompfad zwischen einem Impedanz-Element eines am wenigsten signifikanten Bits (LSB), das der zweiten Kette 120 zugeordnet ist und einem Impedanz-Element des DAW eines signifikantesten Bits (MSB), das der ersten Kette 110 zugeordnet ist, entfernt wird. In dieser Anordnung wird die Spannung der ersten Kette 110 unter Verwendung des zweiten Schaltnetzwerks 150 abgefühlt, um einen LSB-Übergang an dem Ausgang bereitzustellen. Es gilt anzumerken, dass während in dem Beispiel aus Fall 3 ein offener Schalter dargestellt ist, das Bereitstellen eines von beiden oder beider Schalter des ersten Schaltnetzwerks in einem offenen Zustand dazu führt, dass der Lasteffekt wesentlich von der ersten Kette entkoppelt wird.
Es gilt anzumerken, dass das erste Schaltungsnetzwerk in den hierin zuvor beschriebenen Beispielen auf die signifikantesten Bits (MSBs) des digitalen Eingangssignals, die mit der ersten Kette 110 gekoppelt sind und die am wenigsten signifikanten Bits (LSBs) des digitalen Eingangssignals, die mit der zweiten Kette 120 gekoppelt sind, reagiert, das eine Vielzahl von Impedanz-Elementen, üblicherweise Widerstände, umfasst. Das erste Schaltnetzwerk reagiert ebenfalls auf Übergänge zwischen signifikantesten Bits (MSBs) des digitalen Eingangssignals, die mit der ersten Kette gekoppelt sind. In den Beispielen aus 2 kann ein Knoten zwischen benachbarten Impedanz-Elementen 200 der ersten Kette 110 mit dem Ausgang gekoppelt sein.
Unter Verwendung variierender Schaltkonfigurationen wie in Bezug auf 2 beschrieben, ist es möglich, mehrere Zustandsübergänge bereitzustellen, die alle ein gemeinsames Merkmal teilen, nämlich dass der Lasteffekt in der MSB-DAW-Kette nun getrennt zu Beiträgen seitens der LSB-DAW-Kette verwendet wird. Diese Übergänge können wie folgt zusammengefasst werden:

• Schritt 1: Spannung an Ausgang des 1. ausgewählten Schalters im 1.
Schaltnetzwerk 140;
• Schritt 2: Spannung an i/p-Seite des ausgewählten Schalters im 1.
Schaltnetzwerk 140 vor LSB-Übergang in LSB-DAW-Kette;
• Schritt 3: Spannung auf i/p-Seite des ausgewählten Schalters im 1.
Schaltnetzwerk 140 mit LSB-DAW-Kette, die in einem hohen Impedanz-Zustand bereitgestellt ist;
• Schritt 4: Spannung an i/p-Seite des ausgewählten Schalters im 1.
Schaltnetzwerk 140 nach LSB-Übergang in LSB-DAW-Kette;
• Schritt 5: Spannung an Ausgang des 2. ausgewählten Schalters im 1. Schaltnetzwerk 140.

Um diese Anordnung von Schaltern des Schaltnetzwerks, das mit der ersten Kette in Zusammenhang steht, zu optimieren, kann die erste Kette so bemessen sein, dass die zwei Zustände auf einer der beiden Seiten des unbelasteten Zustands einem LSB-Schritt an dem Ausgangsknoten entsprechen.
Es gilt anzumerken, dass der DAW nicht konfiguriert sein muss, um alle fünf Zustandsübergänge bereitzustellen und könnte konfiguriert sein, um das Beispiel für die hohe Impedanz aus Schritt 3 wegzulassen. Auf diese Art kann der DAW vier Zustands-LSB-Übergänge an dem Ausgangsknoten bereitstellen, ein erster Zustand, der von der Spannung an einem Ausgang des ersten Schaltnetzwerks bereitgestellt wird (Fall 1), ein zweiter Zustand, der von der Spannung an einer Eingangsseite des ersten Schaltnetzwerks vor einem LSB-Übergang, der von der zweiten Widerstandskette bereitgestellt wird (Fall 2), ein dritter Zustand, der an einer Eingangsseite des ersten Schaltnetzwerks nach einem LSB-Übergang, der von der zweiten Kette (Fall 4) bereitgestellt wird und einen vierten Zustand, der an einem Ausgang des zweiten Schaltnetzwerks bereitgestellt wird (Fall 5).
In dieser 4. Zustandsimplementierung kann die Anzahl von n2-Bit-LSB-DAW-Widerständen, die in der zweiten Kette erforderlich sind, um N2-Zustände bereitzustellen (wobei N2 = 2ⁿ²), im Vergleich zu Implementierungen des Stands der Technik auf einen Wert 2ⁿ² – 3 reduziert werden. Es gilt anzuerkennen, dass ähnlich zu dem in gleichzeitig anhängigem US-Patent 5.969.657 beschriebenen, der Idaw im Wesentlichen codeunabhängig ist. Außerdem kann der EIN-Schalter-Widerstand, R_EIN, erhöht werden, um einen mit jedem der Widerstände R2 und R1 der ersten und zweiten Kette vergleichbaren Wert aufweisen zu können. Durch Erfüllen von R2 = R1 = R_EIN ist es möglich, angepasste Vorrichtungen und Widerstände in der ersten und zweiten Kette bereitzustellen, die als Platzhalter füreinander verwendet werden können. Durch Reduzieren des Gesamtwiderstands der zweiten Kette ist es möglich, dies in einer Implementierung mit kleinerer Fläche auszuführen, was im Zusammenhang dazu zu einer vorteilhaften Eigenkapazität, Kosten, reduzierten Fehlern, verbessertem Einstellen etc. führt. Ein Vorteil des größeren R_EIN ist, dass kleinere Schalter verwendet werden können, was wiederum von Nutzen ist, wie von einem Fachmann anerkannt werden wird.
3 zeigt Simulationsergebnisse einer beispielhaften Schaltung, die einen solchen 4. Zustandsübergang implementiert. Es wird gesehen werden, dass der unangepasste Gesamtfehler-(TUE), die Differential-Nichtlinearitäts-(DNL) und integrierte-Nichtlinearitäts-(INL)Reaktionen in dieser idealen Situation sehr gut sind, was, wie anerkannt werden wird, von der Simulationstoleranz begrenzt wird.
Wie oben besprochen wurde kann ein zusätzlicher Zustandsübergang durch Konfigurieren einer hohen Impedanz an einem Anschluss der zweiten Kette bereitgestellt werden, so dass ein fünfter Zustands-LSB-Übergang an dem Ausgangsknoten durch Abfühlen der Spannung an einer Eingangsseite des ersten Schaltnetzwerks während dieser hohen Impedanzkonfiguration bereitgestellt werden kann (Fall 3). Dieser hohe Impedanzzustand kann auf verschiedene Arten bereitgestellt werden. Beispielswiese werden beide Anschlüsse der 2. DAW-Kette in einer ersten Implementierung in einem unbelasteten Zustand getrennt. Auf diese Weise wird keine Last von dem LSB-DAW in dem unbelasteten Zustand präsentiert und der MSB-zu-LSB-DAW-Strompfad ist im Wesentlichen ein offener Stromkreis. Der/die LSB-DAW-Referenzanschluss/-anschlüsse in diesem Zustand können in einen hohen Impedanzzustand übergehen. Der unbelastete Zustand kann als Gleichstrom- oder statischer Zustand bezeichnet werden, worin der LSB-DAW den MSB-DAW im Wesentlichen nicht belastet.
In einer weiteren Konfiguration wird nur einer der LSB-Referenzanschlüsse von dem MSB-Anschluss getrennt, während ein Strompfad zwischen dem MSB-DAW und dem LSB-DAW existieren kann, wobei der LSB-DAW im Wesentlichen keine Gleichstromlast an dem MSB-DAW präsentiert, so dass die Spannung des LSB-DAW und der Ausgangsknoten 130 von dem MSB-DAW angesteuert wird.
Durch Bereitstellen eines fünften Zustands durch eine geeignete Schaltungsanordnung ist es möglich, die Anzahl der Widerstände in der zweiten Kette wiederum zu reduzieren. In diesem fünften Zustandsübergang umfasst die zweite Kette 2ⁿ² – 4 Impedanz-Elemente, um N2-Zustände bereitzustellen.
In einer solchen Konfiguration mit fünf Zuständen wird der ideale EIN-Schalter-Widerstand R_EIN noch immer durch R_EIN = R2 bestimmt. Ähnlich wie zuvor beschrieben, weist das erste Schaltnetzwerk einen Ein-Schalter-Widerstand, R_EIN auf, die erste Kette umfasst Impedanz-Elemente mit einem Widerstand R1 und die zweite Kette umfasst Impedanz-Elemente mit einem Widerstand R2. Anders als in der ersten Konfiguration mit 4 Zuständen, die oben beschrieben wurde, können die relativen Widerstände der ersten und zweiten Kette in dieser Anordnung aus Folgendem bestimmt werden:
wobei:

k: = LSB-Lastwirkungsziel mit Bereich 0 < k < 2ⁿ² ist,
n2: die binäre Auflösung der 2. Impedanzkette ist und
N2: (die Anzahl der Zustände) mit N2 = 2ⁿ² ist.

In dem Szenario, in dem n2 zu Unendlichkeit tendiert und/oder falls k = 2, reduziert sich die obige Gleichung auf R2 = R1/k. Somit gilt anzuerkennen, dass R2 dazu neigt, kleiner zu sein als in vorangegangenen Mehrketten-DAW-Architekturen.
In dem Szenario, in dem k = 2 ist, d. h. einem 2. LSB-Schritt, der ideal für Mittelpunkt-Übergänge ist, ist die erste Kette an Referenzanschlüssen der ersten Kette so mit einer Spannungsquelle gekoppelt, dass eine ideale Lösung, die aus einem Mittelpunkt der ersten Kette oder einem Mittelpunkt der DAW-Transferfunktion, bestimmt wird, R2 = ½R1 ist.
Bei Referenzspannungen jedoch, wobei k = 1 das Ziel ist, sind R_EIN, R2 = (2ⁿ² – 1)/(2ⁿ² – 2)·R1, z. B. 7/6 für 3 Bit-LSB-DAW. Während diese Konfiguration zeigt, dass R2 skaliert werden kann, so dass er geringer ist als R1 (R2 < R1) und höhere R_EIN-Werte ermöglicht als Implementierungen des Stands der Technik, eine solche Konfiguration als die Lösung für R2 Nachteile erleiden kann, da R_EIN im Gegensatz zu R1 signalabhängig ist und idealerweise sollte R2/R_EIN gegenüber dem MSB-Code, der verarbeitet wird, variieren. Es gilt jedoch anzuerkennen, dass die erreichbare R2-Reduktion signifikanter sein kann, falls der LSB-DAW-(2. Kette) eine höhere Auflösung aufweist, z. B. eine 5- oder 6-Bit-Auflösung.
Während der dargestellte DAW ein nichtideales Linearitätsverhalten aufweisen kann, können die anderen beschriebenen Vorteile ausreichen, um die Anforderungen der angedachten Anmeldung zu erfüllen. Eine zusätzliche Auflösung kann ebenfalls hinzugefügt werden, um die LSB-Spannung zu verringern und deshalb den Fehlerbeitrag als einen Teil der Messskala zu reduzieren, da es einer der Vorteile von Mehrketten-DAW-Architekturen ist, dass eine höhere Auflösung mit weniger Komponenten als in auf einzelnen Ketten basierenden Wandlern erreichbar ist.
Wie jedoch oben erklärt wurde, ist das Linearitäts-„Schritt”-Design aufgrund der Abhängigkeit von der Source-Impedanz der DAW-Referenzanschlüsse codeabhängig und wird vorzugsweise in der Mitte der Kette, in der Mitte der Impedanz-Bedingung, optimiert.
Das Hinzufügen einer Source-Impedanz zwischen der Referenzspannungsquelle und dem Referenzanschluss des DAW kann die Nichtlinearität in dem DAW somit modifizieren und reduzieren. In Übereinstimmung mit einem solchen Verständnis, kann die vorliegende Lehre eine Source-Impedanz an zumindest einem der Referenzanschlüsse bereitstellen, die im Vergleich zu R1 skaliert ist, um potentielle Probleme in Richtung der Enden der ersten Widerstandskette zu lösen. Eine solche Anordnung ist in 4 dargestellt, wobei eine erste und zweite Source-Impedanz 400 an jedem der zwei Referenzanschlüsse 111, 112 bereitgestellt sind. Abhängig von der Position dieser Source-Impedanz, d. h. ob sie im ersten oder zweiten – typischerweise positiven bzw. negativen – oder an beiden Enden der Kettenreferenzanschlüsse 111, 112 angeordnet sind, ist es möglich einen Fehler an einem oder beiden der positiven und negativen Messskalenenden der DAW-Transferfunktion zu reduzieren oder zu skalieren. Es gilt zu verstehen, dass der Wert dieser Source-Impedanz abhängig von den Werten der Impedanzen in der ersten Kette ausgewählt werden kann. Es gilt ebenfalls zu verstehen, dass dies unter Verwendung von Regelkreisen und/oder einer aktiven Injektion von zusätzlichen Strömen variiert werden kann. Da die Source-Impedanz 400 im Vergleich zu den Impedanzen dieser ersten Kette variiert werden kann, kann der Effekt der Nichtlinearität (und eine im Wesentlichen lineare Beziehung zwischen den beiden Ausgängen) modifiziert werden. Dieser Widerstand könnte geändert werden, um den Ausgangsbereich zu variieren. Dies könnte durch einen einstellbaren Widerstand oder z. B. durch Aufnehmen einer Widerstands-DAW-Funktion durchgeführt werden. In beiden Fällen wird anerkannt, dass es durch Erhöhen der Referenz-Source-Impedanz 400 im Vergleich zu den Impedanzen der ersten Kette möglich ist, die DAW-Nichtlinearität zu reduzieren und in bestimmten Konfigurationen kann dies vorteilhaft eingesetzt werden, um den DAW-Bereich einzustellen oder anderweitig zu modifizieren.
Es gilt anzumerken, dass in dem Beispiel aus 4 eine Source-Impedanz 400 an dem oberen sowie dem unteren Ende der MSB-DAW-Kette 110 bereitgestellt wird und kann verwendet werden um einen Fehler an dem positiven sowie dem negativen Messskalenende der DAW-Transferfunktion zu reduzieren/skalieren. Dies ist ein spezielles Beispiel und es gilt anzuerkennen, dass es nicht notwendig ist, eine solche Source-Impedanz an beiden Enden bereitzustellen.
Durch Skalieren dieser Source-Impedanzen ist es ebenfalls möglich, Linearitätsfehler zu reduzieren, wie durch die Simulationsergebnisse aus 5 unterstützt wird.
Es gilt ferner anzumerken, dass an einem unteren Ende der ersten Kette in den hierin zuvor beschriebenen Konfigurationen potentielle Probleme in Bezug auf Codes kleinerer Werte auftreten können. Es gilt zu verstehen, dass geringere Referenzspannungen wünschenswerterweise einen Null-Ausgangscode bereitstellen sollen. Diese wünschenswerte Ausführungsform kann mit der dargestellten Architektur insofern in Konflikt stehen, als dass das untere Ende der ersten Kette nicht dazu in der Lage sein kann, einen solchen Null-Ausgang bereitzustellen, da es konfiguriert ist 1 LSB bereitzustellen. Um dies zu kompensieren, stellt die vorliegende Lehre in bestimmten Konfigurationen, ein Beispiel dafür ist in 6 dargestellt, einen Schalter 600 bereit, der mit dem unteren Referenzanschluss verbunden ist, der konfiguriert ist, den Referenzanschluss schaltbar direkt mit dem Ausgang 130 des DAW zu koppeln. Zusätzlich zu dem Schalter 600 stellt eine solche Konfiguration ein zusätzliches Impedanz-element 620 als eine Erweiterung der ersten Kette 110 bereit. Jedoch weist dieses Impedanz-Element typischerweise keinen Wert auf, der gleich dem der Impedanzen der anderen Impedanz-Elemente in dieser ersten Kette ist. Wünschenswerterweise ist ihr Wert, R620, ausgewählt, um 1 LSB an dem Ende der Kette bereitzustellen, dies kann in bestimmten Konfigurationen aus der Gleichung R620 = R1/2ⁿ² bestimmt werden.
Dieser Schalter 600 kann als Teil des nichtstromführenden Schaltnetzwerks 150 betrachtet werden. Somit kann ein Schalten des Schalters 600 einer zusätzlichen auswählbaren Konfiguration einen Null-Ausgang für die DAW-Transferfunktion bereitstellen.
Die Ergebnisse der Simulation einer solchen Schaltung, wie in 7 dargestellt, zeigen, wie die Aufnahme eines solchen Schalters verwendet werden kann, um Nullskalen-Probleme ohne die Einführung neuer Nichtlinearitäten zu lösen.
Wie jedoch in 8 dargestellt wird, kann eine weitere Modifikation der Schaltung, die hierin zuvor beschrieben wurde, ein Regelkreis 800, gekoppelt mit der zweiten Kette 120, bereitstellen. Dieser Regelkreis 800 kann auch mit einem Referenzimpedanz-Element 810 gekoppelt sein. Unter Verwendung dieses Regelkreises ist es möglich, die 2. Kettenimpedanz gegenüber dem MSB-code einzustellen oder zu variieren, um eine MSB-Code- und/oder eine Abhängigkeit von dem Pegel des analogen Signals zu kompensieren.
Die Anordnung aus 8 zeigt eine Impedanz-Einstelllösung, die auf einem Referenz-Zielwiderstand basiert. Es gilt anzuerkennen, dass codeabhängige Variationen von R2 und R_EIN idealerweise eingestellt oder gesteuert werden würden, aber die Anwendung eines Verständnisses, dass der Widerstand R2 als das Impedanz-Element der 2. Kette des DAW, bei einer vernünftigen DAW-Auflösung der 2. Kette, dominiert, kann ausreichend sein, um nur R_EIN einzustellen und nicht R2 und R_EIN.
Es gilt anzumerken, dass die Wahl des erforderlichen Impedanz-Elements nicht spezifisch ist und dass Beispiele wie Polysilicium-Widerstände, Dünnfilm-Widerstände, diffundierte Widerstände, MOS-Vorrichtungen etc. verwendet werden könnten. Außerdem können die Impedanz-Elemente der 2. Kette aus MOS-Vorrichtungen bestehen, bei denen die Gate-Ansteuerspannung eingestellt wurde, um die variable, erwünschte EIN-Impedanz (oder R_EIN) mit dem üblichen Zielpegel zu ergeben. Dies funktioniert gut, falls der Spannungsbereich an der 2. Kette niedrig ist, z. B. wenn die Auflösung der ersten Widerstandskette hoch genug ist und/oder der Referenzbereich niedrig ist.
Das Einstellen kann basierend auf einem digitalen oder einem analogen Eingang 820 bereitgestellt werden. Beispielsweise kann ein MSB-DAW-Codeeingang (Digitaleingang-Steuerbasis) oder ein Analog-Signal-Pegeleingang, der durch ein Koppeln an den MSB-DAW-Anschluss oder das LSB-DAW-Netzwerk erzielt wurde, vorteilhaft verwendet werden. Auf diese Art kann der Regelkreis konfiguriert sein, die zweite Kettenimpedanz in Bezug auf einen MSB-Code einzustellen oder zu variieren, um für den MSB-Code zu kompensieren oder die zweite Kettenimpedanz in Bezug auf einen MSB-Code einzustellen oder zu variieren, um für Abhängigkeiten von einem Analogsignalpegel oder auch beides zu kompensieren.
9 zeigt eine weitere Modifikation, wobei die 2. Kette mit einer Kompensationsstromquelle 900 oder Stromsenke gekoppelt ist, die eine Kompensation bereitstellt, um eine Referenz für MSB-Übergänge zu modulieren. Somit ist es möglich, das MSB erneut abzugleichen, um TUE und andere Nichtlinearitätsfehler zu korrigieren. Es gilt anzuerkennen, dass dies an einem oder beiden Referenzanschlüssen der 2. DAW-Kette bereitgestellt werden kann – 9 zeigt nur die Kopplung an einen unteren Anschluss 905. Eine solche Anordnung ermöglicht ein Ziehen eines Stroms in unteren Codes, um den TUE zu entfernen. Sie kann ebenfalls verwendet werden, um TUE-Fehler durch Source- oder absinkende Ströme zu reduzieren oder im Wesentlichen zu entfernen, wenn eine Kompensation erforderlich ist.
Es gilt anzumerken, dass die oben unter Bezugnahme auf 8 und 9 beschrieben sind, eine Verwendung von aktiven Schaltungen betreffen, um einen Lasteffekt zu kompensieren, mit dem die 2. Kette oder LSB-DAW beaufschlagt wird, um dafür zu sorgen, dass diese Last mit dem MSB-DAW-Übergang in Hi-z-Modi funktioniert.
In einer weiteren unter Bezugnahme auf 10A und 10B beschriebenen Konfiguration ist es möglich, eine passive Lösung zu verwenden, um die MSB-Übergänge (von einer Hi-Impedanz-Konfiguration in den Implementierungen mit 4 Zuständen und fünf Zuständen, die oben beschrieben sind) so zu ändern, dass die MSB-DAW-Übergänge zu der gewünschten niedrigeren Impedanz der zweiten Kette 160 mit R2 = R1/2-Charaktieristika passen.
In dieser Konfiguration aus 10A sind Ausgangsanschlüsse der ersten Kette mit dem zweiten Schaltnetzwerk 150, dem zweiten DAW-Block 120 und einer Lastschaltung 1000 gekoppelt. Die Lastschaltung 1000 ist so konfiguriert, dass ihre Impedanz mit ausgewählten Eingangscodes variieren kann, um für eine Code-Abhängigkeit zu kompensieren, und die Last 1000 kann abhängig von Code als eine variable Last bereitgestellt werden. R_Last 1000 kann mit einem Schaltnetzwerk 140 so gekoppelt sein, um ein selektives Schalten einzelner Impedanz-Elemente der MSB-Kette 110 zu ermöglichen. Somit kann ein Lastabfall auf der MSB-Kette 110 bereitgestellt werden, um mehrere LSB-Übergänge zu erzeugen. Ein Bereitstellen dieser neuen Lastzustände mit getrennten Lastschaltungen 1000 ermöglicht eine Spannungsreduktion an der 2. Kette, wenn diese verwendet wird. Dies weist positive Effekte auf, einschließlich der proportionalen Reduktion der Anzahl von Zuständen der 2. Kette auf und kann in bestimmten Szenarien auch den Zieleinheitswiderstand der 2. Kette reduzieren.
Es wird gesehen werden, dass jedes des zweiten Schaltnetzwerks 150 und der Lastschaltung 1000 ein zweites Schaltnetzwerk bereitstellen, das in der ersten Kette mit Impedanz-Elementen gekoppelt ist, wobei das erste Schaltnetzwerk von den Schaltelementen des Blocks 140 bereitgestellt wird. Ein selektives Schalten des ersten Schaltnetzwerks und des zweiten Schaltnetzwerks stellt einen ersten und zweiten geschalteten Strompfad aus einzelnen Impedanz-Elementen der ersten Kette bereit, um mehrere Zustandsänderungen an dem Ausgangsknoten bereitzustellen.
Während dies eine Anordnung bereitstellt, die unter Verwendung einer passiven Lösung implementiert werden kann, ohne dass aktive Quellen benötigt werden und auch kein Puffern zwischen den DAW-Stufen erfordert, gilt auch zu verstehen, dass diese passive Lösung unter Verwendung von Regelkreisen und/oder der aktiven Injektion von zusätzlichen Strömen ergänzt werden kann. Somit gilt anzuerkennen, dass die Injektion von zusätzlichen Strömen eine Änderung des Ausgangs hervorrufen kann.
Somit gilt zu verstehen, dass ein zweites Schaltnetzwerk mit mehreren geschalteten Pfaden bereitgestellt ist, das für Impedanz-Effekte der zweiten Kette kompensiert und mehrere Zustandsänderungen an dem Ausgangsknoten bereitstellt. In einer ersten Konfiguration ist der Schaltpfad mit Impedanz-Elementen in der ersten Kette gekoppelt und ein selektives Schalten des ersten Schaltnetzwerks und des zweiten Schaltnetzwerks stellt einen ersten und einen zweiten geschalteten Strompfad aus einzelnen Impedanz-Elementen der ersten Kette bereit. In einer weiteren Konfiguration koppelt das zweite Schaltnetzwerk eine Stromquelle in dem DAW, die einen Kompensationseffekt auf die Impedanz-Effekte, die von der zweiten Kette bereitgestellt wurden, haben kann und mehrere LSB-Übergänge bereitstellen kann.
Dieses zweite Schaltnetzwerk kann in Kombination mit der Verwendung des ersten Schaltnetzwerks verwendet werden, oder während des Betriebs des zweiten Schaltnetzkwerks kann das erste Schaltnetzwerk von der ersten Impedanzkette getrennt werden.
Wenn sie in dieser ersten Konfiguration bereitgestellt ist, kann diese Lastimpedanz wünschenswerterweise in der Form einer parallel geschalteten Lastschaltung implementiert werden, deren Impedanz mit der ausgewählten 1. Kette (oder Code) auf oder in etwa auf der Mitte der 1. Kette, die in der Mitte der Skala liegt, wo Spannungsanschlüsse von Spannungsquellen mit nur geringfügigen Source-Impedanzen angetrieben werden. Die Lastschaltung ist konfiguriert, eine hohe Impedanzlast an einem Mittelskalenpunkt der DAW-Transferfunktion bereitzustellen und ist in dieser Anordnung parallel mit einem Impedanz-Element der ersten Kette unter dem MSB-Knoten gekoppelt, der einen Code bereitstellt, der größer ist als ein Mittelskalenpunkt, und ist parallel mit einem Impedanz-Element der ersten Kette über dem MSB-Knoten gekoppelt, der einen Code bereitstellt, der kleiner ist als der Mittelskalenpunkt. Es gilt anzuerkennen, dass diese Lastschaltung 1000 verwendet werden kann, um eine Last auf oder in etwa auf einem Mittelskalenpunkt, entweder eine positive oder eine negative Last, bereitzustellen, wenn die zweite DAW-Stufe 120 von der ersten Kette 110 getrennt wird.
Somit gilt anzuerkennen, dass das LSB in dieser Konfiguration an dem Schaltnetzwerk unter Verwendung des Blocks 150 abgefühlt wird, aber, anstelle der Verwendung eines Knotens mit hoher Impedanz an jedem MSB-DAW-Übergang, wird die Lastschaltung 1000, die konfiguriert ist, +/–-Wiederstand rund um das Zentrum der hohen Impedanz bereitzustellen, parallel mit einem ausgewählten MSB-DAW-Widerstand für den speziellen Fall an dem Impedanzzentrum verwendet, an dem eine Null-Last einem Hochimpedanzmodus entspricht. Somit ist eine passive Lösung für die Änderung der Pegel der ersten Kette in Kombination mit Lasten der 2. Kette mit niedriger Impedanz bereitgestellt.
Es gilt anzuerkennen, dass es in einer weiteren Anordnung ebenfalls möglich ist, einen konfigurierbaren Lastwiderstand, der in Reihe mit dem LSB-DAW verwendet wird, bereitzustellen, was die erneute Verwendung von Widerständen, die in der 2. Kette bereitgestellt sind, ermöglichen würde. Es gilt deshalb anzuerkennen, dass die Bereitstellung der Schaltung, parallel oder in Reihe geschaltet, zu berücksichtigen gilt.
Jedoch und während die Bereitstellung einer Lastschaltung in Reihe durchaus möglich ist, kann eine Schaltung, die parallel geschaltet ist, aus mehreren Gründen bevorzugt werden, einschließlich der Folgenden:
Der Widerstand des LSB-DAW ist gegenüber der Ziellast gering und deshalb ist der Beitrag nicht sehr signifikant und somit können aus dem Kombinieren dieser Lastschaltung mit/in dem LSB-DAW Nachteile entstehen:
Die parallele Lösung weist im Wesentlichen keinen Effekt oder Einfluss auf die Auslegung des LSB-DAW auf;
Parallele Isolationsschalter werden bevorzugt;
Keine zusätzliche Schaltungsanordnung, die den Betrieb des LSB-DAW verlangsamt, was jedoch den Gesamtvorteil der Schaltung im Allgemeinen nicht mindert, die einen Hochgeschwindigkeits-DAW bereitstellt;
Die Lastschaltung weist keine Hochlinearitäts-Anpassungsanforderungen auf (anders als der LSB-DAW), da keine maximale Präzision erforderlich ist;
Der Lastwiderstand kann aus Widerständen mit verschiedenen Größen bestehen und die laut der besten Praxis am besten passendste Auslegung ist nicht erforderlich, da keine maximale Präzision notwendig ist;
Unabhängig davon, jedoch von der Art, auf die die Schaltung bereitgestellt wird, kann die Lastschaltung konfiguriert sein, während eines Trennens der zweiten Kette von der ersten Widerstandskette eine positive oder negative Last rund um einen Mittelskalenpunkt der DAW-Transferfunktion bereitzustellen. Die Last der Lastschaltung kann aus Folgendem bestimmt werden R_LAST = (2ⁿ² – 2)·R_DAW1, wobei:

R_LAST: die Last der Lastschaltung ist;
N2: die Anzahl der Zustände ist, die von der zweiten Kette 160 bereitgestellt wird;
N2 – 2 = 2ⁿ² – 2: die Anzahl der n2-Bit-LSB-DAW-Impedanz-Elemente in der zweiten Kette 160 ist;
R_DAW1: die Summe des Widerstands der ersten Widerstandskette 110 und des EIN-Widerstands des ersten Schaltnetzwerks 140 ist.

Es gilt anzuerkennen, dass unabhängig davon, wie die Last der Lastschaltung bestimmt wird, der R_EIN der R_LAST-Schalter Teil des gesamten DAW-Impedanznetzwerks sind. Somit gilt anzuerkennen, dass es in Übereinstimmung mit der Erkenntnis, dass kleinere Schalter wünschenswert sind, um die R_LAST-Fläche und Leck-Beiträge der Schalter zu reduzieren, während auch ein höherer Widerstand bereitgestellt wird, der von R_LAST gefordert wird, möglich ist, Schalter in der R_LAST-Schaltungsanordnung bereitzustellen, die z. B. nur halb oder ein Viertel so groß sind wie MSB-DAW-Schalter und somit einen doppelt oder viermal so großen Widerstand bereitstellen. Außerdem weist die Lastschaltung im Gegensatz zu den Anforderungen des LSB-DAW-Blocks keine Hochlinearitäts-Anpassungsanforderungen auf, so dass der Lastwiderstand aus Widerständen mit verschiedenen Größen bestehen kann und eine Auslegung mit einer Anpassung der besten Praxis nicht erforderlich ist. Es gilt jedoch anzuerkennen, dass es trotz dieser nicht notwendigen Anforderungen wünschenswert ist, eine vernünftige Auslegung und Anordnungspraxis vorzunehmen, um sicherzustellen, dass Prozess- und anordnungsabhängige Effekte das Leistungsverhalten nicht signifikant beeinflussen.
In der Modifikation der Schaltung aus 10A, die in 10B dargestellt ist, ist die Lastschaltung 1000 mit einer Rekompensationsschaltung 1001 gekoppelt. Das Schaltnetzwerk kann mehrere Schalter aus verschiedenen Schaltertypen umfassen, und die Rekompensationsschaltung 1001 kann konfiguriert sein, für Varianzen in den Antwortcharakteristika der einzelnen verschiedenen Schaltertypen zu kompensieren.
10C zeigt eine Implementierung dieser Schalter, in der die R_LAST 1000 selektiv mit der MSB-Kette geschaltet werden kann, um erste 500 und zweite 510 parallele Sub-DAWs aus der MSB-DAW-Kette 110 bereitzustellen. Dieser Block 510 ist in Wirklichkeit eine digital gesteuerte Impedanz und kann deshalb so betrachtet werden, als dass sie, abhängig von dem ausgewählten Impedanzpegel, variable DAW-Übergangszustände als Teil der gesamten DAW-Architektur bereitstellt. Der erste 500 Sub-DAW umfasst die LSB-Kette, die bereits zuvor besprochen wurde und durch Koppeln des zweiten 510 Sub-DAW getrennt davon mit der MSB-DAW-Kette ist es möglich, dass jeder der ersten 500 und zweiten 510 Sub-DAWs getrennt mit der MSB-DAW-Kette arbeitet, jedoch komplementäre Sub-Teile der LSB-DAW-Funktion bereitstellen. Durch Bereitstellen der R_LAST als einen zusätzlichen Sub-DAW ist es möglich, das Ausmaß der Freiheit, mit der LSB-Übergänge in Bezug auf ein eingehendes digitales Wort erzeugt werden können, zu erhöhen. Außerdem kann die Größe der Schalter 501, die verwendet werden, um diese R_LAST mit der MSB-DAW-Kette zu koppeln, reduziert werden. Es gilt ebenfalls anzumerken, dass die Schalter für R_LAST und jene, die die DAW-Funktion schalten, ähnlich häufige Gleichtakteigenschaften aufweisen (die für Anpassungszwecke von Nutzen sein können) und können deshalb eine ähnliche Größe aufweisen und können als Platzhalter-Schalter füreinander verwendet werden.
Die Verwendung von R_LAST 1000 ermöglicht es dem Benutzer, ein Skalierverhältnis zwischen R_daw1 und R_daw2 einzustellen und dies stellt dann die Anzahl der Zustände und die für den Sub-DAW 501 erforderliche Auflösung ein.
Die Verwendung eines speziellen Beispiels z. B. von zwei LSB-Zuständen, die einen halben Skalenwert ergeben, ermöglicht deshalb die Reduktion der Größe des R2, der von der zweiten DAW-Kette bereitgestellt wird, auf Werte, die in etwa halb so groß sind wie die von R1. Es gilt anzuerkennen, dass dies ein Beispiel ist, und die vorliegende Lehre ist nicht auf solche Implementierungen beschränkt.
In der schematischen Darstellung aus 10D ist R_LAST 1000 in Reihe mit der zweiten Kette bereitgestellt. Somit sind mehrere Lastbewegungen seitens der ersten DAW-Kette 110 verfügbar. In einer ersten Bewegung wird die zweite Kette 120 direkt mit der ersten Kette gekoppelt und kann optimal für LSB-Mittel-Übergänge verwendet werden. In einer zweiten Schaltkonfiguration kann die R_LAST so geschaltet werden, um ein Ende der LSB-DAW-Bereichsübergänge bereitzustellen. In dieser letzteren Konfiguration wird der LSB-Ausgang von einem Beitrag der R_LAST sowie der zweiten DAW-Kette 120 abgeleitet.
Es gilt anzuerkennen, dass Modifikationen an der in 10D beschriebenen Schaltung vorgenommen werden können. Wie in 10E beschrieben, kann die R_LAST schaltbar mit jedem Knoten der ersten Kette gekoppelt werden. Durch Bereitstellen von getrennten R_LASTEN an dem obersten sowie dem untersten Pegel der Stufe 500 ist es möglich, diese einzeln zu schalten und nicht wie dies bei mehreren Schaltern erforderlich ist. Es gilt ebenfalls anzuerkennen, dass durch Bereitstellen von getrennten R_LASTEN, die Knotenspannungen in dem gesamten DAW-Netzwerk zu Zeitpunkten, an denen die R_LAST nicht gekoppelt ist, ähnlich sind und sich die Spannungen während der Übergangszustände schrittweise ändern, was in Hinblick auf die Präzision der resultierenden DAW-Transferfunktion vorteilhaft sein kann.
In einer weiteren Konfiguration kann die R_LAST in Reihe mit zumindest einem Referenzanschluss bereitgestellt sein. Eine weitere Konfiguration, die für die Implementierung aus 10 oder 11 verwendet werden könnte, ist, einen Hauptschalter zum gleichzeitigen Zusammenkoppeln der zwei Lastelemente (R_LAST und die Last, die von der zweiten DAW-Kette bereitgestellt wird) bereitzustellen. Eine solche Konfiguration kann in bestimmten Szenarien vorteilhaft eingesetzt werden, da (1) die Wiederverwendung der LSB-DAW-Impedanz ermöglicht wird, was die Größe/Fläche/Kosten der Schaltungsanordnung reduziert und (2) die Verwendung des LSB-DAW während des zusätzlichen Lastmodus sicherstellt, dass die Eigenkapazität des LSB-DAW auf der erforderlichen Gleichtakt-Spannung oder nahe daran aufrecht erhält und schnelle Störimpulse reduzieren kann, wenn/des (der) LSB-DAW erneut direkt parallel mit einem MSB-DAW-Widerstand verbunden wird, z. B. bei steigenden und fallenden Rampen der DAW-Codes.
Während nicht beabsichtigt wird, die vorliegende Lehre auf irgendeine spezielle Implementierung von R_LAST zu beschränken, stellen 10F und 10G zwei Beispiele bereit, die berücksichtigt werden könnten. Das Beispiel aus 10F wird am besten für die Reihenimplementierung aus 10D verwendet, wohingegen die aus 10G am besten für die parallele Implementierung aus 10C verwendet wird. Es gilt zu verstehen und anzuerkennen, dass viele bekannte Konfigurationen oder Varianten mit einem parallelen/Reihennetzwerk verwendet werden können und dass Leiter-Netzwerk-Kombinationen mit Widerständen und aktiven Komponenten je nach Wunsch eingesetzt werden können. Abhängig von Auslegungseinschränkungen kann die parallele Option gegenüber einer Reihenimplementierung aus Symmetriegründen bevorzugt werden, aufgrund einer geringeren Fläche können auch OR-Reihen bevorzugt werden.
R_LAST mit niedriger Auflösung kann in vielen Fällen von Nutzen sein und somit können einfache Konfigurationen nützlich implementiert werden. Es gilt zu verstehen, dass Schaltimpedanz und Bahnimpedanz in der Auslegung des Schaltungsnetzwerks, wie Fachleuten bekannt ist, berücksichtigt und optimiert werden sollten. Es gilt ebenfalls anzumerken, dass passive Impedanz-Elemente in Reihe bereitgestellt werden können. Der Vollständigkeit halber sind die folgenden Beispiele für digital variable Widerstände, die auf nützliche Weise innerhalb des Kontexts der vorliegenden Lehre eingesetzt werden können, hierin durch Verweis aufgenommen: US5495245 , US6414616 , US6567026 und US7956786 .
11 zeigt ein Beispiel für Simulationsdaten für eine solche Schaltung, aus denen klar hervorgeht, dass es durch die Verwendung einer solchen Konfiguration möglich ist, einen systematischen MSB-Übergangs-Nichtlinearitätsfehler auf ein annehmbares Ausmaß zu senken. Es gilt anzumerken, dass während der Fehler nicht vollständig auf null reduziert wird, für gegebene andere systematische und nichtsystematische Beiträge der Vorrichtung, die signifikanter werden und z. B. aus einer Fehlanpassung einer Vorrichtung und einem MOS-Schaltlecken entstehen, diese Reduktion ausreichend ist. Es gilt ebenfalls anzumerken, dass der Fehler durch Erhöhen der Auflösung des DAW, proportional skaliert wird.
Die hierin zuvor beschriebenen Anordnungen wurden unter Bezugnahme auf die erste und zweite DAW-Stufen beschrieben. In einer weiteren Modifikation, für die ein Beispiel in Bezug auf 12 beschrieben ist, kann die vorliegende Lehre eine Schaltung 1200 bereitstellen, die M DAW-Stufen umfasst, wobei M größer als 2 ist. üblicherweise gilt zu verstehen, dass durch eine Kaskadierung mehrerer Stufen ein zusätzlicher Lasteffekt eintritt. Durch Implementieren einer Anordnung wie hierin zuvor beschrieben, ist es jedoch möglich, diese üblicherweise konzipierte Beschränkung aufgrund einer Summierung von Fehlerbeiträgen (R_EIN + R_par) von stufeninternen Schaltern, die verwendet werden, um jede der einzelnen Stufen miteinander zu koppeln, zu vermeiden. In dem Beispiel aus 12, das praktischerweise dieselben Bezugsziffern für bereits beschriebene Komponenten verwendet, umfasst jede DAW-Stufe 120, 1201 in einer solchen Konfiguration eine Kette aus Impedanz-Elementen und ein Schaltnetzwerk. Wie aus der hierin zuvor bereitgestellten Beschreibung der zweiten DAW-Stufe anerkannt werden wird, umfasst eine Stufe eine Kette 160, die mit einem Schaltnetzwerk 170 gekoppelt ist.
Ferner gilt anzuerkennen, dass ein Schaltnetzwerk 140 ähnlich wie zuvor beschrieben, zwischen benachbarten DAW-Stufen, gemeinsam genutzte Schalter für jede der DAW-Stufen, die er schaltbar koppelt, bereitgestellt werden kann – 13A zeigt ein Beispiel für Elemente eines Schaltnetzwerks 140, 1300, das wie oben beschrieben einzelne Schalter für jede der zwei Stufen 110 und 160 bereitstellen kann. Es gilt anzuerkennen, dass diese Elemente einen Teil eines größeren Schaltnetzwerks bilden. Die Schaltnetzwerke zwischen benachbarten DAW-Stufen können verwendet werden, um Ströme, die durch eine erste Kette 110 durch das Schaltnetzwerk 140 zu einer zweiten Kette 160 oder von der zweiten Kette 160 durch das Schaltnetzwerk 1300 zu einer dritten Kette 1302 fließen, zu koppeln.
In einer Variation zu der oben beschriebenen, können in dieser Konfiguration mehrere Ausgänge 130, 1301 von der DAW-Schaltung bereitgestellt werden. Beispielsweise in einer ersten Konfiguration, die in 13A dargestellt ist, kann der Ausgang der Schaltung von einer DAW-Endstufe 130 zwischen Zwischen-DAW-Stufen zu einem Knoten 1301 geschaltet werden. In einer weiteren Konfiguration, die in 13B dargestellt ist, kann der Ausgang der Schaltung von einer DAW-Endstufe 130 und von einem Knoten 1301 zwischen Zwischen-DAW-Stufen geschaltet werden. In der Anordnung aus 14 kann ein weiterer Schalter 1400 durch die einzelnen Stufen bereitgestellt werden und dies kann ermöglichen, dass verschiedene Schaltoptionen zwischen den Stufen verwendet werden.
Die Impedanz jedes Schaltnetzwerks zwischen benachbarten DAW-Stufen ist wünschenswerterweise so bemessen, um 1 LSB-Schritt zu ergeben, wenn sie mit der vorangegangenen Stufe an dem Ausgang gekoppelt ist oder davon getrennt wurde.
Durch Bereitstellen einer Vielzahl von DAW-Stufen ist es möglich, die Anzahl von Impedanz-Elementen, üblicherweise Widerstände, die in dem DAW bereitgestellt sind, zu reduzieren. Wie zuvor umfasst jede DAW-Stufe eine Kette, die eine Vielzahl von Impedanz-Elementen für jede darauffolgende Stufe, somit ist es möglich, die Anzahl der tatsächlichen Impedanz-Elemente, die in jeder darauffolgenden Stufe erforderlich sind, zu reduzieren. Im Gegensatz zu Implementierungen auf dem Stand der Technik, erfordert eine Anordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre kein schalten der Impedanz-Elemente, um den einzigen Beitrag zur DAW-Transferfunktion bereitzustellen und dies stellt zusätzliche optionale Zustände bereit, die je nach Bedarf verwendet werden können. Es gilt anzuerkennen und zu verstehen, dass die Anzahl der Zustände, die von einem DAW bereitgestellt werden, wünschenswerter größer ist oder zumindest gleich der Anzahl von Zuständen, die für einen Betrieb des DAW benötigt werden. Durch Bereitstellen zusätzlicher Zustände ohne der eigentlichen Anforderung eines Schaltens der Impedanz-Elemente, aus denen die einzelnen Ketten des Mehrketten-DAW-Netzwerks bestehen, erzielt ein DAW in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre diese Betriebskriterien. Durch Bereitstellen von zusätzlichen Zuständen an den Endpunkten, ist es möglich, an denselben geringfügige Fehlerbeiträge bereitzustellen.
Als ein Beispiel für die Art von Anordnung, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre bereitgestellt werden kann, kann ein 12-Bit-DAW mit drei Impedanz-Ketten wie folgt konstruiert werden. Es gilt anzumerken, dass in einer solchen Anordnung eine 7-Bit-Funktionalität für Stufen 2 & 3 in Hinblick auf die Faktorisierung sehr gut funktioniert. Die Verwendung eines solchen Schaltens ergibt die Anzahl der Zustände, die als 128 – 7 = 121 Zustände erforderlich ist. Diese Zahl 121 kann praktischerweise zu 11·11 faktorisiert werden, und erfordert nur 18 Widerstände für diese 7-Bit-Funktionalität. Diese 7-Bit-Auflösung für die zweite und dritte Stufe kann mit einer binären 5-Bit-Kette der ersten Stufe (mit 32 Widerständen) verwendet werden, um einen gesamten 12-Bit-DAW zu ergeben, der mit nur 50 Widerständen implementiert ist.
Falls einer der als optionalen Zustände betrachteten Zustände nicht auf dieselbe Weise an beiden Seiten des MSB-Widerstandsübergangs verwendet wird, fällt diese Anzahl von Übergangszuständen von 7 auf 5 Zustände ab und dies kann in Hinblick auf die resultierende Anzahl an Zuständen wünschenswert sein, da dies eine Faktorisierung erleichtert.
Es gilt anzuerkennen, dass verschiedene Konfigurationen zwischen einzelnen Stufen eines Mehrstufen-DAW-Netzwerks bereitgestellt werden können. Beispielsweise könnte eine erste Konfiguration zwischen einer 1. und einer 2. Stufe in einem Dreistufen-Netzwerk bereitgestellt werden, eine andere Konfiguration könnte zwischen der 2. und 3. Stufe bereitgestellt werden und eine wiederum anderen Konfiguration könnte an dem Ausgang der 3. Stufe bereitgestellt werden. In einem Beispiel, in dem es notwendig ist, N Zustände bereitzustellen, könnte dies durch die 1. Stufe, die N1 Zustände bereitstellt, N2 Zustände der 2. Stufe, N3 Zustände der 3. Stufe und einer 4. Anzahl von Zuständen bereitgestellt werden, die von einer nichtspezifischen Kettenanordnung N4 bereitgestellt wird. Es gilt anzuerkennen, dass die 1. Stufe mit seiner Widerstandskette typischerweise verwendet wird, um den größten Anteil der gewünschten Auflösung bereitzustellen. Wurde dies berechnet, dann kann bestimmt werden, wie hoch die Auflösung von jeder der darauffolgenden Stufen sein muss. Durch Bereitstellen einer nichtspezifischen Kettenanordnung ist es möglich, dieses Beitragselement zu verwenden, um eine Feineinstellung der Präzisionsanforderungen für die Gesamt-DAW-Konversion bereitzustellen. Es gilt anzumerken, dass diese Präzision typischerweise durch Bereitstellen einer im Vergleich zu anderen Komponenten des DAW kleinen N4-Anordnung bereitgestellt wird, wobei dies für eine reduzierte Komplexität der Gesamtarchitektur sorgt.
In einem solchen Szenario: N = N1·N2·N3 + (N1 – 1)·N4. wird N1 durch ein Schalten einer Spannung, die an zumindest einem der Impedanz-Elemente in einer ersten Kette an einer zweiten Kette als Antwort auf ein digitales Eingangssignal erzeugt wird, bereitgestellt,
N2 wird durch ein Schalten der Elemente in der zweiten Kette erzeugt,
N3 wird durch Bereitstellen eines nichtstromführenden Schaltnetzwerks aus der zweiten Kette zusätzlich zu einem Schaltnetzwerk, das als Antwort auf das digitale Eingangssignal eine Spannung, die an zumindest einem der Impedanz-Elemente in der zweiten Kette erzeugt wird, mit einer dritten Kette als Antwort auf das digitale Eingangssignal erzeugt wird, koppelt, an dem Ausgang erzeugt;
N4 wird durch ein Schaltnetzwerk bereitgestellt, das mehrere geschaltete Pfade bereitstellt, die Impedanzeffekte der zweiten Kette, die mehrere Zustandsänderungen an dem Ausgangsknoten bereitstellt, kompensieren.
Unter Verwendung des Beispiels des zweiten Schaltpfads zwischen Elementen der ersten Stufe und des Ausgangs – der oben in Bezug auf 10 beschrieben ist – könnte N4 durch die R_LAST-Komponente bereitgestellt werden oder könnte natürlich auch durch Injektionsströme in die DAW-Architektur bereitgestellt werden, obwohl dieser letztere Ansatz im Gegensatz zu einem passiven Ansatz ein aktiverer ist.
Es gilt zu verstehen, dass der Hauptanteil im Allgemeinen von dem Produkt aus N1 mit N2 und N3 bereitgestellt werden, wobei die Beiträge, die von N4 bereitgestellt werden, kleiner sind.
Innerhalb des Kontexts der vorliegenden Lehre kann der Beitrag, der von N1/N4 bereitgestellt wird, eine binäre Zahl sein, da dies einen Gleitübergang zwischen Codes ermöglicht.
Es gilt anzuerkennen, dass es in einer solchen Mehrstufen-DAW-Architektur möglich ist, eine „Übersprung”-(manchmal auch als „Two-Hot” bezeichnet)Schaltmethodologie bereitzustellen, um sicherzustellen, dass Linearitäts-Offsets unverändert bleiben, wenn von einer Stufe zu einer anderen geschaltet wird. Dies kann verwendet werden, um Monotonie sicherzustellen.
15 und 16 zeigen Beispiele dafür, wie diese Implementierung von mehreren Stufen bereitgestellt werden kann. Aufbauend auf der Architektur, die ursprünglich in 1A dargestellt ist, umfasst ein solcher Mehrstufen-DAW üblicherweise erste und zweite Ketten, die auf eine hierin zuvor beschriebene Art und Weise konfiguriert sind. Für jede der darauffolgenden Stufen ist es möglich, andere DAW-Kettenanordnungen, die z. B. ein Schaltnetzwerk 140n, gekoppelt mit einer Kette aus Impedanz-Elementen – wie in 15 dargestellt – aufzunehmen. In einer weiteren Anordnung kann jeder darauffolgende DAW-Block darin ähnlich sein wie der 2. DAW-Block der hierin zuvor beschrieben wurde, als dass er ein gemeinsam genutztes Schaltnetzwerk 140n verwendet, das mit einer Kette aus Impedanz-Elementen gekoppelt ist und auch einen Satz aus nichtstromführenden Schaltern 150n wie in 16 dargestellt umfasst. In einer weiteren Modifikation, die nicht dargestellt ist, können die erste und die zweite Stufe an eine konventionelle Dual-Ketten-DAW-Architektur erinnern und darauffolgende Ketten können unter Verwendung von Komponenten bereitgestellt werden, die innerhalb des gestrichelten Kastens 1500 oder 1600 hervorgehoben sind.
Es gilt anzuerkennen, dass die Anzahl von zusätzlichen Übergängen, die von einem Schalten von Impedanz-Elementen abhängig von der tatsächlichen bereitgestellten Konfiguration variieren kann, wobei in 15 mehrere erforderlich sind als in 16.
Es gilt anzuerkennen, dass in dem Beispiel aus 16 jede der aufeinanderfolgenden DAW-Stufen ähnliche Baublöcke umfasst. In diesem Beispiel sind sie als der gemeinsam genutzte ketteninterne Multiplexer 140n, eine Kette aus Impedanz-Elementen 160n und ein nichtstromführendes Schaltnetzwerk 150n dargestellt – das tiefgestellte Zeichen n bezieht sich auf die Nummer der Stufe. Beispielsweise ist in diesem Beispiel n = 3, da dies die dritte Stufe ist, aber es wäre möglich, dies je nach Bedarf für zusätzliche Stufen zu replizieren, abhängig von den Auslegungscharakteristika des tatsächlich zu implementierenden DAW.
Wie oben erwähnt kann die Anzahl der Impedanz-Elemente in den aufeinanderfolgenden Ketten reduziert werden, da jede zusätzliche Stufe zu dem Netzwerk hinzugefügt wird. Da die erste Kette den Leistungsverbrauch dominiert und einen Hauptteil der Präzision des DAW bereitstellt, umfasst sie üblicherweise eine größere Anzahl an Impedanz-Elementen verglichen mit darauffolgenden Stufen. Falls schließlich eine ausreichende Anzahl von Stufen hinzugefügt wurde, kann die Anzahl von Impedanz-Elementen minimiert werden. In einer solchen Konfiguration kann der LSB-Übergang, der von dieser letzten Stufe definiert wird, von einem Schalten des ketteninternen Multiplexers 140n abgeleitet werden. Da jede zusätzliche Stufe hinzugefügt wird, wird eine Kombination aus Lasten an Eingangs- und Ausgangsseite der ketteninternen Schaltimpedanz so bemessen, um 1 LSB-Schritte an dem Ausgang von IR-Abfällen an den stromführenden Zwischenstufenschaltern zu ergeben.
Es gilt anzuerkennen, dass die hierin zuvor beschriebenen beispielhaften Anordnungen im weitesten Sinne beschrieben wurden, beispielhafte Übergangsanordnungen mit 4 Zuständen wurden in Bezug auf 1, 2 und 3 beschrieben und Übergangsanordnungen mit 5 Zuständen wurden in Bezug auf 2 und 4 bis 12 beschrieben.
In Bezug auf die Übergangskonfiguration mit 4 Zuständen kann die Anzahl von n2-Bit-LSB-DAW-Widerständen, die in einer zweiten Kette bereitgestellt sind, auf eine Zahl gleich 2ⁿ² – 3 reduziert werden. Es gilt ferner anzuerkennen, dass ähnlich zu dem, was in US 5 969 657 beschrieben ist, der DAW-Strom (I_daw) im Wesentlichen codeunabhängig ist. Außerdem geht dies, da der effektive Widerstand des Schaltnetzwerks (R_EIN) so verstärkt werden kann, dass R_EIN effektiv gleich wie der Widerstand der Widerstände in der zweiten LSB-Kette (R2) und der Widerständen in der ersten MSB-Widerstandskette ist, in Richtung der Zielkonfiguration für einen 1. DAW-Ausgangsschalter, wobei R_EIN = R2 = R1 ist. Somit, da R2 = R1 ist, ist es möglich, abgeglichene Vorrichtungen in der ersten und zweiten Kette bereitzustellen. Außerdem können die Widerstände in der ersten und zweiten Kette (R1 und R2) in der Anordnungsauslegung aus Platzhalter füreinander verwendet werden.
In den Übergangsanordnungen mit fünf Zuständen kann die Anzahl von n2-Bit-LSB-DAW-Widerständen, die in der zweiten Kette erforderlich sind, um N2 Zustände (wobei N2 = 2ⁿ²) bereitzustellen, in Übereinstimmung mit der Gleichung = 2ⁿ² – 4 weiter reduziert werden. In dieser Übergangskonfiguration mit fünf Zuständen, in der jeder der DAW-Übergänge eine LSB-Änderung bereitstellt, kann der Widerstand von jedem aus dem Schalter, R_EIN, und der zweiten Widerstände, R2, so ausgewählt werden, dass: R_EIN, R2 = (2ⁿ² – 1)//2ⁿ² – 2)·R1, wobei n2 die Auflösung des LSB-DAW ist.
Es gilt zu verstehen, dass da N2 → ∞, R2/R1 → 1 und wird ähnlich der oben beschriebenen Version mit vier Zuständen, wobei R2 = R1 = R_EIN. Jede Anordnung ist darin vorteilhaft, dass R2 idealerweise einen Wert aufweist, der sehr nahe an dem von R1 liegt. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre können sie in Konfigurationen mit hoher Auflösung gleich eingestellt werden, da der Skalar zur Einheit neigt.
Durch eine Konfiguration, in der der Wert von R_EIN erhöht werden kann – und auch unter Verwendung einer Implementierung mit 4 Zuständen Werte aufweisen kann, die größer sind als üblich – wird eine Reduktion der Größe der tatsächlich verwendeten Schalter ermöglicht und ist auch bei hohen Temperaturen und Anwendungen mit niedrigem Spannungsversorgungsbereich und bei breiten Gleichtaktbetrieben vorteilhaft. In Bezug auf die letzteren zwei Aspekte wird anerkannt werden, dass Schaltwiderstände als eine Funktion der Gleichtakt- oder Vorspannung variieren und ein höherer R_EIN kann einen breiteren Gleichtaktbereich ermöglichen, was vorteilhaft ist. In Bezug auf den Spannungsversorgungsbereich gilt zu verstehen, dass MOS-Schaltwiderstände dazu neigen, bei niedrigen Versorgungspegeln mit reduzierter Gate-Übersteuerungsspannung, Vgs-Vth, um vieles höher zu sein. Im Allgemeinen verkleinern sich CMOS-Versorgungsspannungen bei gegenwärtigen neueren Technologien. Höhere Vth MOS-Vorrichtungen bleiben aufgrund ihres geringen AUS-Lecks wünschenswert und dies ist aktuell eine Herausforderung in Bezug auf die Konstruktion von CMOS.
Architekturen/Lösungen, die mit einem geringeren Lecken, einem höheren R_EIN-Widerstand kompatibel sind, sind in Übereinstimmung mit diesem Wafer-Herstellungstechnologietrend wünschenswert und diese können in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre erzielt werden.
In einer zu der hierin zuvor beschriebenen weiteren Modifikation, wie in 17A dargestellt, kann ein Regelkreis 1700 mit einem Schaltnetzwerk gekoppelt sein. Dieser Regelkreis 1700 kann verwendet werden, um den/die „EIN”-Gate-Antriebsreferenzpegel zum Schalten der Schaltung zum Erzeugen einer Impedanz, die unabhängig vom DAW-Code, dem Gleichtakt und anderen Varianzen-Quellen, an die Referenzimpedanz angepasst wurde, zu variieren. Somit kann der Regelkreis eine Kompensation für eine oder mehrere Varianzen, die aus Code-Abhängigkeiten entstehen, Varianzen in den Antwortcharakteristika von einzelnen Schaltern des Schaltnetzwerks, eine Referenzkompensation für Varianzen in einer Referenzimpedanz oder eine Steuerung davon bereitstellen. In einem solchen Beispiel kann die Referenzimpedanz an Impedanz-Elemente einer Widerstandskette innerhalb des DAW angepasst werden. Es gilt zu verstehen, dass diese Steuerung auch verwendet werden kann, um Varianzen aufgrund des Prozesses, der Spannung und der Temperatur (PVT) sowie von Referenzspannungsvariationen, Gehäusebeanspruchungen und anderen Systemvariablen auszugleichen.
Das Schaltnetzwerk kann mehrere Schalter von unterschiedlichen Schalttypen umfassen, und der Regelkreis kann konfiguriert sein, Varianzen in den Antwortcharakteristika der einzelnen Schalter von unterschiedlichen Schalttypen zu kompensieren.
Es gilt anzuerkennen, dass die Schalter eines solchen Schaltnetzwerks 140 typischerweise von MOS-Vorrichtungen bereitgestellt werden und somit kann es möglich sein, Steuersignale, wie das des R_EIN des/der ausgewählten MOS-Schalter(s), der über Gate-Spannungen an dem gemeinsamen Modus-Pegel-Schalter gesteuert wird, so zu variieren, dass die Impedanz der gesamten DAW-Schaltschaltung im Wesentlichen gegenüber einer Referenz-Zielimpedanz gesteuert wird. Das Referenzziel kann durch Eingänge bestimmt werden, die von einem oder mehreren von einem digitalen Eingang oder einem analogen Eingang oder einem Referenzwiderstand an einem solchen Steuerblock 1700 bereitgestellt werden.
Als eine Variante zur Bereitstellung dieser Steuerung über ein Einstellen der Gate-Spannungen ist es innerhalb des Kontext der vorliegenden Lehre möglich, den Steuerblock zu verwenden, um ein großangelegtes Vorspannen oder Einstellen der MOS-R_EIN-Charakteristika bereitzustellen. Es ist bekannt, dass ein Sperr-Rückwärts-Gate-Vorspannen oder Sperr-Bulk-Vorspannen (RBB) besonders für Anwendungen mit geringer Leistung vorteilhaft ist. Wie der Name schon sagt, ist dies ähnlich, aber komplementär zu einem Durchgangs-Bulk-Vorspannen (FBB), das, wie Fachleuten bekannt ist, typischerweise für Hochleistungs-/Hochgeschwindigkeits- und digitalen Anwendungen mit großem Leistungsvolumen verwendet wird. In dem Kontext der vorliegenden Lehre hat der Erfinder herausgefunden, dass RBB nützlicher sein kann, um Leckpfade zu vermeiden, die zu Fehlern beitragen. Wird ein solches RBB moduliert oder verändert, ist es als adaptives Bulk-Vorspannen (ABB) bekannt und dessen Konzept ähnelt ihm in Hinblick auf das Abstimmen/Variieren der MOS-Charakteristika im weitesten Sinne.
Es gilt von Fachleuten zu verstehen, dass MOS-Vorrichtung üblicherweise als Vorrichtungen mit drei Steueranschlüssen betrachtet werden, Source, Drain und Gate. Das Einstellen wurde unter Bezug auf ein Einstellen der Gatesteuerung beschrieben, um die im Wesentlichen konstanten Impedanzpegel aufrechtzuerhalten. Die MOS-Vorrichtung umfasst jedoch auch einen Body/Bulk-/Topf-Anschluss und das Gate ist typischerweise durch eine Isolationsschicht von dem Body getrennt. Es gilt von Fachleuten anzuerkennen, dass Spannungsunterschiede zwischen der Source und Body/Bulk/Topf der MOS-Vorrichtung zu dem beitragen, was verbreitet als der Body-Effekt bekannt ist. Der Body der MOS-Vorrichtung kann als ein solcher betrachtet werden, der ein zweites Gate bereitstellt und wird auf dem Gebiet manchmal auch als ein Rück-Gate der Vorrichtung bezeichnet, das dabei hilft, zu bestimmen, wenn die Vorrichtung ein- und ausgeschaltet ist. Die Verwendung von RBB/ABB gemäß der vorliegenden Lehre ermöglicht die maximale Verwendung eines Versorgungsspannungsbereichs für Vgs und die Verwendung eines zusätzlichen Steuerbereichs an dem Gate-Anschluss als ein neues und zusätzliches Ausmaß an Freiheit beim Betrieb von DAW.
Es gilt anzumerken, dass bestimmte Konfigurationen eine Gate-Steuerung verwenden können und dass andere Konfigurationen eine Rück-Gate-Steuerung verwenden können. Kombinationen aus den beiden sind ebenfalls möglich und fallen innerhalb des Kontexts der vorliegenden Lehre, Gate-Steuerung gilt in seiner Bedeutung entweder als konventionelle Gate- oder Rück-Gate-Steuerung der MOS-Vorrichtung oder beides zu verstehen.
Wie in 17A gezeigt wurde, weist diese Kompensation oder Steuerung typischerweise den größten Effekt in den stromführenden Schaltnetzwerken auf, d. h. jenen Schaltnetzwerken, die eine Kopplung zwischen aufeinanderfolgenden Ketten des Mehrketten-DAW bereitstellen. In dem Beispiel für einen Zweistufen-DAW wäre dies das erste Schaltnetzwerk des DAW, d. h. das Schaltnetzwerk 140, das eine MSB-DAW-Stufe mit darauffolgenden Stufen koppelt. In einer solchen Anordnung kann es verwendet werden, um dieses wichtige MSB-Schaltnetzwerk, R_EIN, zu steuern und somit INL und DNL der DAW-Funktion zu verbessern. Bei diesem DAW ist es nicht notwendig, Elemente wie jene, die in Bezug auf 1 bis 16 beschrieben wurden, aufzunehmen, aber wie in 17B gezeigt, kann dieser Regelkreis gleichermaßen in Kombination mit einer solchen Schaltungsanordnung verwendet werden.
18 zeigt verschiedene Beispiele dafür, wie ein solcher Regelkreis bereitgestellt werden kann. Wie in 18A dargestellt, ist es möglich, R_EIN des DAW-Schaltnetzwerks in Bezug auf einen daran angepassten Referenzwiderstand R_Ref zu steuern. Der Referenzwiderstand und die Schalter können in Reihen- oder parallelen Kombinationen implementiert werden und in Übereinstimmung mit einem konventionellen Verständnis werden Multi-Reihen-Widerstände oftmals verwendet, um Vr_ref-Vcm_buf zu erhöhen und mehrere Schalter können ebenfalls in Reihe in SWRef verwendet werden. Auf diese Art können Iref1 und Iref2 den DAW-Strom imitieren oder sie können in der Gesamtauslegung optimiert werden. Es gilt anzumerken, dass die Verwendung von im Wesentlichen angeglichenen Stromquellen von Nutzen ist. Während die bereitgestellte schematische Darstellung grundlegende Kernprinzipien zeigt, gilt zu verstehen, dass Konstruktionsüberlegungen der besten Praxis in Bezug auf Verstärker-Auslegungsverfahren und Stromspiegel ebenfalls verwendet werden können – solche Verfahren umfassen Anpassen, Kalibrierung, Trimmen, Zerhacken, automatischer Nullpunktabgleich und Shuffling. Wird außerdem auf eine optimale Auslegungsanordnung Rücksicht genommen, gilt anzuerkennen, dass es möglich ist, spezielle Ansätze anzunehmen, um aufbauabhängige Effekte (LDEs) zu minimieren und anzupassen.
18B zeigt eine spezielle PMOS-Implementierung, die auf nützliche Weise verwendet werden kann, um eine Schaltimpedanzsteuerung bereitzustellen. Dieses PMOS-Beispiel verwendet im Wesentlichen dieselbe Architektur wie jene, die oben beschrieben ist. Wenn die Verwendung von Stromquellen oder Senken berücksichtigt wird, gilt anzuerkennen, dass in manchen Fällen (wo die lichte Höhe begrenzt ist) eine Stromsenke anstelle einer Stromquelle für NMOS verwendet werden kann. Stromquellen/-Senken einer Polarität können in Fällen verwendbar und nützlich sein, in denen es eine ausreichende lichte Höhe gibt, um die Schaltungsanordnung zu minimieren. Es gilt ferner anzuerkennen, dass Operationsverstärker (opamps) zwischen mehreren Referenzschaltungen gemeinsam genutzt werden können, da beide Eingänge des opamp und des Lastgateanschlusses alle Hochimpedanz-Gateanschlüsse sind.
18C zeigt ein Beispiel dafür, wie es möglich ist, den R_EIN an dem gemeinsamen-Modus-(CM)DAW-Schalter (SW) durch Anpassen an einen Referenzwidertand R_Ref unter Verwendung einer NMOS-Vorrichtung in dem Schaltnetzwerk 140 als Impedanz-Steuerelement zu steuern. In einer solchen Implementierung kann vom Aufbau her nur ein Impedanz-Steuerelement notwendig sein und als solche stellt dies eine vorteilhafte Impedanz-Implementierung dar, die die erforderliche Komplexität minimiert. Es gilt ferner anzuerkennen, dass es ebenfalls möglich ist, andere Varianten zu verwenden, z. B. „Ein”-NMOS parallel zu einem gesteuerten PMOS und diese und andere Modifikationen werden von Fachleuten anerkannt und sollten als innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Anmeldung fallend angesehen werden. In diesem Kontext gilt anzuerkennen, dass die vorliegende Lehre nicht als auf MOS-Vorrichtungen oder speziellen Varianten davon beschränkt ist.
18D zeigt, wie es möglich ist, den R_EIN bei DAW-SW-Gleichtakt (CM) an einen Referenzwiderstand R_ref und einen schaltbaren Referenzschalter so anzupassen, um eine DAW-Schalterauswahl zu imitieren. In dieser Konfiguration können der R_ref- und die Schalter Reihen-/parallele Kombinationen sein – es gilt anzumerken, dass eine Reihenimplementierung bevorzugt wird, da diese eine Erhöhung des Spannungsbereichs ermöglicht. Somit werden Fachleute anerkennen, dass mehrere Reihenwiderstände verwendbar sind, um Vr_ref-Vcm_buf zu erhöhen. Auf ähnliche Weise können auch mehrere Schalter auch in SWRef in Reihe verwendet werden. Die Werte von Iref1 und Iref2 können den DAW-Strom imitieren oder können in der Gesamtkonstruktion (üblicherweise bevorzugt) optimiert werden. Im Wesentlichen angepasste Stromquellen sind ideal, aber da die Signalpegel sehr klein sind, zeigt eine Analyse von R_EIN gegenüber I_Vorsp, dass bei niedrigen Strompegeln, die niedrigen Vds entsprechen, im Wesentlichen unterschiedliche Ströme mit nur geringen Auswirkungen auf eine fehlerhafte R_EIN-Anpassung verwendet werden können.
Für eine NMOS-Konfiguration gilt zu verstehen, dass bei negativen Übergängen während dem Einschwingvorgang, der während der Übergangsbedingung eine niedrige Impedanz bereitstellt, eine größere Vgs vorhanden sein wird und dies schwingt sich zur selben Zeit ein wie das gesamte DAW-Einschwingen. Bei einer steigenden Bedingung jedoch kommt es zu einer Reduktion von Vgs, was einen entsprechenden Effekt auf das Bereitstellen einer hohen Impedanz hat, was die Einschwingzeit erhöht. Bei großen Schritten kann die NMOS-Vorrichtung im Wesentlichen während eines Übergangs ausgeschaltet werden, was einen schädlichen Effekt auf das Einschwingverhalten des gesamten DAW haben könnte.
18E zeigt wie eine Verstärkung in einer NMOS-Implementierung bereitgestellt werden kann, um für Verzögerungen des Ansprechverhaltens des Regelkreises zum Schalten von Anforderungen zu kompensieren. Die Verstärkungsschaltung kann auf ein digitales Eingangssignal reagieren, um eine Kompensation für Übergangsbedingungen bereitzustellen, in denen das Ansprechverhalten der Schaltung anderenfalls nicht ausreichend wäre, um zeitgerecht auf die Änderungen des Eingangsworts für eine zufriedenstellende Übergangsleistung reagieren zu können. Dies ist nicht weiter problematisch, wenn es einen großen Übergang nach oben gibt. Während dies nicht in 18E dargestellt ist, könnte eine zusätzliche Schaltungsanordnung gleichermaßen bereitgestellt werden, um eine Kompensation von negativen Übergängen zu ermöglichen.
Verschiedene Implementierungen können bereitgestellt werden, einschließlich der Folgenden:
Übergang nach unten – Betriebgegenwirkleitwertsverstärker (OTA) kann direkt antreiben & einschwingen.
Übergang nach oben – Die begrenzte, relativ beschränkte Bandbreite des OTA gegenüber der digitalen Prozessschaltgeschwindigkeit bedeutet im Allgemeinen, dass der OTA zu langsam ist, um sich an die schnelle Schaltgeschwindigkeit, die gewünscht wird, anzupassen und eine vorübergehende Verstärkung nach oben wird vorgeschlagen und idealerweise kann eine solche Verstärkung nach oben durch die Verwendung von einem globalen/gemeinsam genutzten Verstärkersignal mit lokalem Gate, synchronisierenden Aktualisierungen und Minimieren der Präkanal-Logik bereitgestellt werden.
17A und 17B stellen Beispiele dafür bereit, wie ein Mehrketten-DAW mit einem Regelkreis gekoppelt sein kann, der konfiguriert ist, (einen) „EIN”-Gate-Antriebsreferenzpegel für Multiplexer-(MPX)Schaltungselemente operabel zu variieren. Dies wird unter Bezugnahme auf das Beispiel aus 19 genauer beschrieben, in der ein Zweistufen-DAW bereitgestellt ist und jede Stufe eine Kette aus Impedanz-Elementen umfasst. Ähnliche Bezugsziffern werden für dieselben Elemente oder bereits beschriebene Komponenten verwendet. Beispielsweise umfasst in 19 eine erste Stufe eine Kette 110 aus Impedanz-Elementen, die in diesem Beispiel als Widerstände des Werts R1 dargestellt sind, die mit Schaltnetzwerk 140 gekoppelt sind. Ein genaues Schalten ändert die Impedanz, die von dieser ersten Stufe bereitgestellt wird, effektiv.
Eine zweite Stufe umfasst eine zweite Kette 160 aus Impedanz-Elementen, die wiederum in diesem Beispiel als Widerstände mit dem Nominalwert R2 dargestellt sind, die schaltbar mit einem Schaltnetzwerk 170 gekoppelt sind.
Das Schaltnetzwerk 140 ist ein Zwischen-Schaltnetzwerk für jede der ersten und zweiten Stufe. In einem solchen binären Mehrketten-Digitalwandler verwendet die erste Stufe die erste Kette zum Konvertieren einer Gruppe von Bits höherer Ordnung eines digitalen N-Bit-Worts und die zweite Stufe verwendet die zweite Kette zum Entschlüsseln der restlichen Bits niedrigerer Ordnung.
Innerhalb des Kontexts des Folgenden, der bereitgestellt ist, um den Fachmann beim Verständnis von Merkmalen und Vorteilen einer Anordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre zu unterstützen, wird jede der Ketten in Bezug auf eine beispielhafte Implementierung unter Verwendung von Widerständen beschrieben. Es gilt anzumerken, dass Widerstände ein Beispiel für die Art von Impedanz-Element sind, die verwendet werden kann und dass nicht beabsichtigt wird, die vorliegende Lehre auf eine Implementierung zu beschränken, in der ausschließlich Widerstände als Impedanz-Elemente verwendet werden. In dieser Hinsicht gilt anzuerkennen, dass Widerstände eine bevorzugte Art von Impedanz-Elementen sind, insbesondere in Szenarien, in denen die Spannung an der Kette hoch ist, wie die Kette, die mit den Referenzanschlüssen des Wandlers gekoppelt ist. Bei anderen Ketten, bei denen die Spannung relativ klein ist, können auch andere Elemente wie aktive MOS-Vorrichtungen verwendet werden. Es gilt anzumerken, dass MOS-Vorrichtungen insbesondere dann vorteilhaft sein können, wenn sie als Impedanz-Elemente für den Betrieb in Umgebungen mit niedriger Vds verwendet werden. Die vorliegende Lehre sollte deshalb nicht als auf einen Multi-Widerstands-Ketten-DAW beschränkt betrachtet werden.
Es gilt zu verstehen, dass konventionelle DAWs und entsprechende Analog-Digital-Wandler (DAWs) Mehrstufen-Vorrichtungen mit digitaler Redundanz verwenden und in bestimmten Umgebungen pro Stufe eine andere Auflösung aufweisen. Innerhalb des Kontexts der vorliegenden Lehre können solche DAWs oder sogar eine DAW-Konfiguration, in der sich Betriebsbereiche einzelner Stufen durch die Verwendung eines gemeinsam genutzten Multiplexers überlagern, verwendet werden.
Ein Beispiel dafür, wie die Betriebsbereiche einzelner Stufen sich durch die Verwendung eines gemeinsam genutzten Multiplexers überlagern können, kann durch die Verwendung eines gemeinsam genutzten Netzwerks als Teil einer ersten und zweiten Stufe der DAW-Architektur auftreten. In einer solchen Konfiguration stellt ein solches gemeinsam genutztes Netzwerk einen ketteninternen Multiplexer bereit. Elemente dieses ketteninternen Multiplexers umfassen Schalter, die, abhängig von der Schalterkonfiguration, einen Teil der ersten bzw. der zweiten DAW-Kette bilden können. In dem Kontext der vorliegenden Lehre kann dies als ein gemeinsam genutzter Multiplexer bezeichnet werden. Somit wiesen bestimmte ausgewählte Schalter des ersten Schaltnetzwerks einen Dual-Betrieb oder -Zweck dadurch auf, dass sie von MSB-DAW-Ketten- und LSB-DAW-Kettenteilen des DAW 100 gemeinsam genutzt werden. Einzelne der gemeinsam genutzten Schalter können konfiguriert sein, Impedanz-Elemente der ersten Kette selektiv mit der zweiten Kette zu koppeln oder zumindest einen LSB-Übergang direkt an dem Ausgangsknoten 130 bereitzustellen. Wenn sie ausgewählt oder aktiviert wurde, bildet die erste oder primäre Funktion des ausgewählten Schalters aus einem ketteninternen Multiplexer 140 einen Teil der 2. Impedanz-Kette. Somit können beide Seiten des Schaltnetzwerks 140 selektiv gekoppelt werden. Dies weicht vom konventionellen Verständnis oder Implementierungen ab, in denen nur die Ausgangsseite eines Schaltnetzwerks mit dem Ausgang gekoppelt wer. Auf diese Art stellt das Schaltnetzwerk 140 der vorliegenden Lehre eine Dual-Funktion für die 1. sowie die 2. Kette bereit.
Die Referenzanschlüsse werden typischerweise mit der ersten Kette 110 gekoppelt, und 19 zeigt ein spezielles Beispiel für eine Spannungsquelle. Wie von Fachleuten anerkannt werden wird, soll der Begriff Spannungsquelle eine aktive Spannungsquelle, einen Spannungspuffer oder eine Stromquelle definieren und umfassen, die mit anderen Schaltungselementen gekoppelt ist und konfiguriert ist, eine Zielspannung bereitzustellen. Innerhalb dieser allgemeinen Definition wird anerkannt werden, dass die vorliegende Lehre nicht auf irgendeine spezielle Konfiguration und somit auch nicht auf die Verwendung des Begriffs Referenzanschluss beschränkt werden soll.
Um eine Digital-Analog-Wandlung bereitzustellen, stellen solche DAW-Schaltungen ein genaues Schalten der einzelnen Impedanz-Elemente bereit, um einen entsprechenden analogen Ausgang für einen digitalen Eingangscode bereitzustellen. Es ist offensichtlich und Fachleuten bekannt, dass die Schaltnetzwerke, die verwendet werden, um einzelnen Impedanz-Elemente zu koppeln, auch zur Impedanz des gesamten DAW-Netzwerks beitragen.
Das Beispiel aus 19 ist ein einfaches darstellendes Beispiel eines DAW, der einen Block 110 einer 1. Stufe, einen Block 160 einer 2. Stufe und ein Zwischen-Schaltnetzwerk 140 umfasst. Bei Verwendung einer solchen beispielhaften Schaltung wird aus dem Folgenden anerkannt werden, dass es möglich ist, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre, eine im Wesentlichen konstante Schaltimpedanz im Vergleich zum Eingangs-Code und anderen Varianzmechanismen aufrechtzuerhalten, um Gleichstrom-Fehler zu minimieren und dadurch die Präzision der Schaltung zu maximieren. In dieser Anordnung ist ein Steuerblock 101 mit einem DAW-Schaltnetzwerk 140 gekoppelt und dieser Regelkreis wird verwendet, um (einen) „EIN”-Gate-Antriebsreferenzpegel für den Schalter oder die Multiplexer-(MPX)Schaltung zu variieren, um eine Impedanz zu liefern, die unabhängig vom DAW-Code und dem gemeinsamen Modus und anderer Varianz-Quellen, z. B. abhängig von der Spannungsversorgung, dem Prozess, der Konstruktion und Temperaturvariationen, an eine Referenzimpedanz angepasst ist.
Es gilt anzumerken, dass dieser Steuerblock 101 im Betrieb einen Regelkreis bereitstellt, um die Schaltimpedanz gegenüber dem Eingangscode 101a und einem Referenzwert 101b konstant zu schalten. Somit stellt der Steuerblock oder der Regelkreis eine codeabhängige Kompensation für eine Steuerung von Varianzen bei der Antwort des Schaltnetzwerks bereit. Der Eingangscode 101a kann als ein digitaler Eingang an den DAW 100 betrachtet werden, wohingegen die Referenzimpedanz 101b einen analogen Eingang bereitstellt.
20 zeigt eine Modifikation der Anordnung aus 19, wodurch es möglich wird, Steuersignale wie das des R_EIN des/der MOS-Schalter(s) (die über Gate-Spannungen gesteuert werden) an dem gemeinsamen Modus-Schaltpegel (SW-CM, der in 20 dargestellt ist) so zu variieren, dass die Impedanz des DAW-Multiplexer-(MPX)Blocks 140 im Wesentlichen gegenüber einer Referenz-Zielimpedanz gesteuert wird. Dies kann verwendet werden, um den MSB-Hauptschalter R_EIN zu steuern und somit INL und DNL der DAW-Funktion zu verbessern.
In einer weiteren Konfiguration ist der Regelkreis mit einem Impedanz-Element gekoppelt, das in Reihe mit dem Schaltnetzwerk gekoppelt ist. Dies kann als ein gemeinsam genutztes Element bereitgestellt werden, dass falls es pro Signal gemeinsam genutzt wird, die erforderliche Schaltungsanordnung minimiert. Der Regelkreis kann verwendet werden, um das Reihen-Impedanz-Element zu variieren, um für Variationen der Schalterimpedanz zu kompensieren und diese Impedanz in Bezug auf einen Zielwert, der vorbestimmt sein kann, zu steuern/zu stabilisieren.
Das Schaltnetzwerk kann mehrere Schalter verschiedener Schaltertypen umfassen und der Regelkreis kann konfiguriert sein, Varianzen in den Antwort-Charakteristika der einzelnen Schalter unterschiedlicher Art zu kompensieren. Der Regelkreis könnte mit anderen Schaltern des DAW gekoppelt sein, um eine codeabhängige Kompensation für Varianzen in der Antwort dieser Schalter oder eine Steuerung davon bereitzustellen.
Es gilt anzuerkennen, dass die Schalter eines solchen Schaltnetzwerks 140 typischerweise von MOS-Vorrichtungen bereitgestellt werden und somit kann es möglich sein, Steuersignale wie das des R_EIN der/des MOS-Schalter(s), der über Gate-Spannungen an dem gemeinsamen Modus-Schalter-Pegel so gesteuert wird, zu variieren, dass die Impedanz der gesamten DAW-Schaltschaltung im Wesentlichen gegenüber einer Referenz-Ziel-Impedanz gesteuert wird. Das Referenzziel kann durch Eingänge bestimmt werden, die an einem solchen Steuerblock 1700 von einem oder mehreren aus einem digitalen Eingang, einem analogen Eingang oder einem Referenzwiderstand bereitgestellt werden.
Wie in 17A gezeigt wurde, weist diese Kompensation oder Steuerung typischerweise den größten Effekt in den stromführenden Schaltnetzwerken auf, d. h. jenen Schaltnetzwerken, die eine Kopplung zwischen aufeinanderfolgenden Ketten des Mehrketten-DAW bereitstellen. In dem Beispiel für einen Zweistufen-DAW wäre dies das erste Schaltnetzwerk des DAW, d. h. das Schaltnetzwerk 140, das eine MSB-DAW-Stufe mit darauffolgenden Stufen koppelt. In einer solchen Anordnung kann es verwendet werden, um dieses wichtige MSB-Schaltnetzwerk, R_EIN, zu steuern und somit INL und DNL der DAW-Funktion zu verbessern.
In einer weiteren Konfiguration, die in 21 dargestellt ist, ist der Regelkreis 101 mit einem Impedanz-Element 102 gekoppelt, das in Reihe mit dem Schaltnetzwerk 140 bereitgestellt ist. In der schematischen Darstellung aus 21 ist dies in Reihe zwischen Blöcken 140 und 160 dargestellt. Es gilt anzuerkennen, dass dies gleichermaßen zwischen den Blocken 110 und 140 bereitgestellt werden könne, allerdings kann es sein, dass in dieser Konfiguration erforderlich ist, dass mehrere solche Impedanz-Elemente 102 jeden der einzelnen Pfade von der ersten Kette mit der zweiten Kette koppeln. Das Impedanz-Element kann als ein gemeinsam genutztes Element bereitgestellt werden, das, falls es pro Signal gemeinsam genutzt wird, die erforderliche Schaltungsanordnung minimiert. Der Regelkreis kann verwendet werden, um das Reihen-Impedanz-element zu variieren, oder für Variationen in der Schaltnetzwerkimpedanz zu kompensieren. Es gilt anzuerkennen, dass falls es als ein gemeinsam genutztes, neues Reihen-Impedanz-Element bereitgestellt ist, möglich ist, Variationen bei der Schalterimpedanz zu kompensieren und diese Impedanz in Hinblick auf einen Zielwert zu steuern/stabilisieren, der vorbestimmt sein kann. Es gilt anzuerkennen, dass die vorteilhafte Verwendung eines gemeinsam genutzten Elements pro Signal die Schaltungsanordnung minimiert.
Es gilt anzumerken, dass das Obige beispielhaft darstellt, wie mehrere Referenzschalterschaltungen verwendet werden können, um die Schaltungsanordnung, die für eine bestimmte Code-Konfiguration in dem DAW verwendet wird, anzupassen. In Übereinstimmung mit solchen Lehren kann zumindest eine MOS-Vorrichtung in dem Mehrketten-DAW-Multiplexer variiert werden, um für Varianzen zu kompensieren, die ansonsten die DAW-Transferfunktion beeinträchtigen würden. Es gilt anzuerkennen, dass ein solcher Regelkreis die Steuerung der Impedanz des DAW-Schalters in allen Fällen ermöglicht. Dies erfordert keinen Referenzschalter jedes Schaltertyps, da die Referenzschalter und Widerstände auch skaliert werden können, was dem Konstrukteur ein gewisses Ausmaß an Freiheiten gibt. Es gilt ferner zu verstehen, dass die Schalter der vorliegenden Lehre, wo sie als einzelner Schalter beschrieben wurden, als Kombinationen aus mehreren Vorrichtungen in Reihe mit verschiedenen Formen der Entschlüsselung bereitgestellt sein können. Es gilt anzuerkennen, dass diese nichtstromführenden Schalter, die hierin zuvor beschrieben wurden, in Übereinstimmung mit solchen Konstruktionsvariationen hergestellt werden können, da sie nicht empfindlich gegenüber dem Ein-Widerstand sind und empfindlicher gegenüber ein Lecken der Vorrichtung und der Kapazität reagieren.
Es gilt zu verstehen, dass wo die Referenzanschlüsse von einer oder mehreren der ersten oder zweiten Kette als von Spannungsquellen/Puffern/Folgern angetrieben oder mit passiven oder aktiven Netzwerken gekoppelt beschrieben wurden, dass diese als ein untergeordneter Teil einer höheren Schaltung implementiert werden können und die vorliegende Lehre soll nicht auf irgendeine spezielle Implementierung beschränkt sein.
Die Optimierung des DAW kann auf viele unterschiedliche Arten erzielt werden; z. B. kann eine parasitäre Impedanz in die Optimierung integriert werden und die Schalterschaltung kann z. B. ein Reihen-Widerstandselement derselben Art an Widerstand oder Widerstandsmaterial wie R1 und/oder R2, parasitäre Impedanzen, umfassen. Jegliche weiteren Entwicklungen oder Erfindungen in Hinblick auf die Schalterkonstruktion für eine gesteuerte Impedanz können ebenfalls hierin verwendet werden.
Es gilt zu verstehen, dass, wo die Elemente oder Vorrichtungen, die verwendet werden, um die einzelnen Ketten des DAW herzustellen, in Bezug auf Widerstände mit einem Widerstand beschrieben sind, dass diese spezielle Beispiele von Impedanz-Elementen sind, von denen jedes eine assoziierte Impedanz aufweist. Die vorliegende Lehre soll nicht als auf Widerstände und Widerstand beschränkt ausgelegt werden und andere Beispiele für Impedanz-Elemente können innerhalb dem gesamten Kontext der vorliegenden Lehre verwendet werden.
Es gilt anzuerkennen, dass die vorliegende Lehre MOS-Schalter für den Betrieb der beschriebenen beispielhaften Schaltungen beschreibt. Jedoch gilt zu verstehen, dass der Betrieb der vorliegenden Lehre nicht auf MOS-Schalter beschränkt ist und unter Verwendung von Übergangs-Feldeffekttransistor-(JFET)Schaltern, einer Metall-Halbleiter-FET-(MESFET) oder einer Hochelektronenmobilitäts-Transistor-(HEMT) oder jeder anderen Schalterart, die in Wandlern verwendet wird, beschränkt ist. Außerdem gilt anzuerkennen, dass MOS-Vorrichtungen in modernen Technologien nicht unter Verwendung von Metalloxid-Halbleiterherstellungsverfahren hergestellt werden, dies ist jedoch der konventionelle Begriff, der verwendet wird, um moderne „CMOS-Prozesse”, einschließlich jener zu beschreiben, die unter Verwendung einer Poly-Gate- oder Nichtoxid-Isolationsschicht implementiert werden.
Andere Ausführungsformen zählen zum Geist und Schutzumfang der beigefügten Patentansprüche. Beispielsweise aufgrund von Herstellungsvarianzen und nichtidealen Bedingungen zweiter Ordnung können die Nominalwerte von R1, R2 und R_EIN angepasst werden, um optimale Ergebnisse zu erzeugen. Eine Monte-Carlo-Analyse, eine andere statistische Analyse oder analoge Konstruktionsoptimierungswerkzeuge und -Methodologien können verwendet werden, um diese Optimierung durchzuführen. Ferner können verschiedene Technologien für die Schalter verwendet werden, wie CMOS-Übertragungsgates, ein MOS-Transistor-Typ (z. B. NMOS oder PMOS), einer der obigen mit einem einzelnen oder einer Vielzahl von Reihenwiderständen auf einer oder beiden Seiten des Schalters. Darüber hinaus können auch zwei parallele Widerstandsketten verwendet werden.
Die vorliegende Lehre wurde hierin zuvor unter Bezugnahme auf die speziellen Beispiele für konventionelle binäre Nummerierungsanordnungen beschrieben, da diese die am häufigsten bevorzugten und am häufigsten verwendeten Implementierungen darstellen. Jedoch ist die vorliegende Lehre nicht als auf solche Implementierungen beschränkt auszulegen, da die Lehre auch in Anordnungen auf nichtbinärer Basis oder in verschiedenen Nummerierungssystemen wie z. B. bei relativen Primzahlen, Anwendung findet.
Innerhalb des Kontexts der vorliegenden Lehre ist die gesamte DAW-Auflösung eine Kombination der einzelnen Beiträge von jeder Stufe. In dem Kontext des Bereitstellens einer binären DAW-Auflösung kann/können eine oder mehrere Stufen einen nichtbinären Beitrag bereitstellen. Die Anzahl von Zuständen, die von einer DAW-Architektur in Übereinstimmung mit der vorliegenden Lehre bereitgestellt werden kann, kann größer oder gleich jener sein, die erforderlich ist, und dies kann sich bei einer Optimierung der Schaltung als nützlich erweisen.
Beschreibt die vorliegende Lehre spezielle Merkmale oder Elemente in Bezug auf eine bestimmte Figur, gilt anzumerken, dass jene Merkmale oder Elemente auch mit anderen Merkmalen oder Elementen verwendet werden könnten, ohne dabei vom Geist oder Schutzumfang der beanspruchten Lehre abzuweichen.
Die Begriffe „umfasst/umfassend” und die Begriffe „mit/aufweisend”, wenn hierin in Bezug auf die vorliegende Erfindung verwendet, werden verwendet, um die Gegenwart der angegebenen Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte oder Komponenten anzugeben, schließt aber die Gegenwart oder den Zusatz eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Komponenten oder Gruppen daraus nicht aus.
Die vorliegende Lehre ist nicht auf die hierin zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sie kann jedoch in Bezug auf den Aufbau und Details variiert werden.

Claims

Mehrketten-Digital-Analog-Wandler, DAW, der Folgendes umfasst: eine erste Kette mit einer Vielzahl von Impedanz-Elementen; eine zweite Kette mit einer Vielzahl von Impedanz-Elementen; ein erstes Schaltnetzwerk, das ausgelegt ist, eine Spannung, die an zumindest einem der Impedanz-Elemente in der ersten Kette erzeugt wurde, als Antwort auf ein digitales Eingangssignal an die zweite Kette zu koppeln, wobei das digitale Signal einen digitalen Bit-Strom umfasst, wobei die Impedanz-Elemente in der zweiten Kette konfiguriert sind, als Antwort auf Strom, der ausgehend von der ersten Kette durch das erste Schaltnetzwerk bis zur zweiten Kette fließt, Spannungen zu erzeugen, um ein entsprechendes analoges Signal zu dem digitalen Eingangssignal an einen Ausgangsknoten zu erzeugen; ein zweites Schaltnetzwerk, das mehrere geschaltete Pfade bereitstellt, die für Impedanzeffekte der zweiten Kette kompensieren und mehrere Zustandsänderungen an dem Ausgangsknoten bereitstellt.
DAW nach Anspruch 1, worin das zweite Schaltnetzwerk mit Impedanz-Elementen in der ersten Kette gekoppelt ist und ein selektives Schalten des ersten Schaltnetzwerks und des zweiten Schaltnetzwerks einen ersten und einen zweiten geschalteten Strompfad von einzelnen Impedanz-Elementen der ersten Kette bereitstellt.
DAW nach Anspruch 1, worin das zweite Schaltnetzwerk eine Stromquelle mit einer aus der ersten Kette oder der zweiten Kette koppelt.
DAW nach Anspruch 1, wobei das zweite Schaltnetzwerk nichtstromführende Schalter umfasst, die konfiguriert sind, als Antwort auf eine abgefühlte Änderung an dem ersten Schaltnetzwerk zumindest eine Zustandsänderung an dem Ausgangsknoten bereitzustellen.
DAW nach Anspruch 1, der ein drittes Schaltnetzwerk umfasst, das Anschlüsse der zweiten Impedanzkette direkt mit dem Ausgangsknoten koppelt.
DAW nach Anspruch 1, worin das erste Schaltnetzwerk auf die signifikantesten Bits, MSBs, und die am wenigsten signifikanten Bits, LSBs, des digitalen Eingangssignals reagiert.
DAW nach Anspruch 1, worin die erste Kette mit Referenzanschlüssen gekoppelt ist, wobei der DAW ferner einen geschalteten Pfad zwischen zumindest einem der Anschlüsse und dem Ausgangsknoten umfasst.
DAW nach Anspruch 1, worin das zweite Schaltnetzwerk konfiguriert ist, den LSB-Übergang an dem Ausgangsknoten getrennt von einem Spannungsabfall an den Impedanz-Elementen in der zweiten Kette bereitzustellen.
DAW nach Anspruch 1, worin Schalter des ersten Schaltnetzwerks mit der zweiten Kette gemeinsam genutzt werden.
DAW nach Anspruch 1, worin die zweite Kette konfiguriert ist, einen Lasteffekt an dem ersten Schaltnetzwerk und an zumindest einem Impedanz-Element der ersten Kette bereitzustellen.
DAW nach Anspruch 1, worin das erste Schaltnetzwerk einen unbelasteten statischen Zustand wirksam erzeugt, wenn ein Strompfad zwischen einem Impedanz-Element des signifikantesten Bits (MSB) des DAW, das der ersten Kette zugeordnet ist, und einem Impedanz-Element des am wenigsten signifikanten Bits (LSB) des DAW, das der zweiten Kette zugeordnet ist, entfernt wird.
DAW nach Anspruch 11, worin das erste Schaltnetzwerk auf Übergänge zwischen signifikantesten Bits (MSBs) des digitalen Eingangssignals reagiert, die mit der ersten Kette gekoppelt sind, und worin ein Knoten zwischen benachbarten Impedanz-Elementen der ersten Kette mit dem Ausgang gekoppelt ist.
DAW nach Anspruch 1, der konfiguriert ist, vier LSB-Zustandsübergänge an dem Ausgangsknoten bereitzustellen: einen ersten Zustand, der von der Spannung an einem Ausgang des ersten Schaltnetzwerks bereitgestellt wird, einen zweiten Zustand, der von der Spannung einer Eingangsseite des ersten Schaltnetzwerks vor einem LSB-Übergang bereitgestellt wird, der von dem ersten Schaltnetzwerk und einer zweiten Kette bereitgestellt wird, einen dritten Zustand, der an einer Eingangsseite des ersten Schaltnetzwerks nach einem LSB-Übergang bereitgestellt wird, der von der zweiten Kette bereitgestellt wird und einen vierten Zustand, der an einem Ausgang des zweiten Schaltnetzwerks bereitgestellt wird.
DAW nach Anspruch 13, der konfiguriert ist, eine hohe Impedanz an einem Anschluss der zweiten Kette so bereitzustellen, dass ein fünfter LSB-Zustandsübergang durch Abfühlen der Spannung an einer Eingangsseite des ersten Schaltnetzwerks während der Konfiguration dieser hohen Impedanz an dem Ausgangsknoten bereitgestellt werden kann.
DAW nach Anspruch 14, worin das erste Schaltnetzwerk einen Ein-Schalter-Widerstand R_EIN aufweist, die erste Kette Impedanz-Elemente mit einem Widerstand R1 umfasst und die zweite Kette Impedanz-Elemente mit einem Widerstand R2 umfasst und worin R_EIN, R2 und R1 im Wesentlichen gleich sind.
DAW nach Anspruch 1, der so konfiguriert ist, dass die zweite Kette N2-4-Impedanz-Elemente umfasst, um N2-Zustände bereitzustellen.
DAW nach Anspruch 16, worin das erste Schaltnetzwerk einen Ein-Schalter-Widerstand R_EIN aufweist, die erste Kette Impedanz-Elemente mit einem Widerstand R1 umfasst und die zweite Kette Impedanz-Elemente mit einem Widerstand R2 umfasst und worin
wobei k = LSB-Lastwirkungsziel mit Bereich 0 < k < 2ⁿ² wobei n2 gleich der Auflösung der zweiten Kette ist.
DAW nach Anspruch 1, der ein Source-Impedanz-Element in Reihe zwischen der ersten Widerstandskette und einem Referenzanschluss umfasst, wobei das Source-Impedanz-Element schaltbar ist, um einen LSB-Übergang an dem Ausgang des DAW bereitzustellen.
DAW nach Anspruch 1, der M DAW-Stufen umfasst, wobei M größer ist als 2 und jede DAW-Stufe eine Kette aus Impedanz-Elementen umfasst.
DAW nach Anspruch 19, worin die Gesamtanzahl von Zuständen, N, die von dem DAW als Antwort auf ein digitales Eingangssignal bereitgestellt wird, mit dem Folgenden in Zusammenhang steht: N = N1·N2·N3 + (N1 – 1)·N4 wobei: N1 durch ein Schalten einer Spannung, die an zumindest einem der Impedanz-Elemente in einer ersten Kette erzeugt wird, als Antwort auf ein digitales Eingangssignal, an einer zweiten Kette bereitgestellt wird, N2 durch Schalten der Elemente in der zweiten Kette erzeugt wird, N3 durch Bereitstellen eines nichtstromführenden Schaltnetzwerks aus der zweiten Kette an den Ausgang zusätzlich zu einem Schaltnetzwerk erzeugt wird, das eine Spannung, die an zumindest einem der Impedanz-Elemente in der zweiten Kette erzeugt wurde, an eine dritte Kette als Antwort auf das digitale Eingangssignal koppelt; N4 durch ein Schaltnetzwerk, das mehrere geschaltete Pfade bereitstellt, die Impedanz-Effekte der zweiten Kette kompensieren, die mehrere Zustandsänderungen an dem Ausgangsknoten bereitstellt, bereitgestellt wird.
DAW nach Anspruch 1, worin das zweite Schaltnetzwerk schaltbar in Reihe mit der zweiten Kette bereitgestellt ist.
DAW nach Anspruch 1, worin das zweite Schaltnetzwerk schaltbar parallel mit der zweiten Kette bereitgestellt ist.
DAW nach Anspruch 22, worin die Aktivierung des zweiten Schaltnetzwerks eine Lastschaltung mit der ersten Kette koppelt.
Verfahren zum Konvertieren eines digitalen Eingangssignals zu einem entsprechenden analogen Ausgang, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines digitalen Bit-Stroms an einen Digital-Analog-Wandler, DAW, wobei der DAW zumindest eine erste Kette mit einer Vielzahl von Impedanz-Elementen und eine zweite Kette mit einer Vielzahl von Impedanz-Elementen und ein erstes Schaltnetzwerk umfasst, das mit jeder der ersten Kette und der zweiten Kette gekoppelt ist; Verwenden des ersten Schaltnetzwerks zum Koppeln einer Spannung, die an zumindest einem der Impedanz-Elemente in der ersten Kette erzeugt wird, an die zweite Kette als Antwort auf den digitalen Bit-Strom des digitalen Eingangssignals, Verwenden der Impedanz-Elemente in der zweiten Kette, um Spannungen als Antwort auf Strom zu erzeugen, der von der ersten Kette durch das erste Schaltnetzwerk zur zweiten Kette fließt, um ein entsprechendes analoges Signal zu dem digitalen Eingangssignal an einen Ausgangsknoten des DAW zu erzeugen, Bereitstellen eines zweiten Schaltnetzwerks, das mehrere geschaltete Pfade bereitstellt, die für Impedanz-Effekte der zweiten Kette kompensieren und das mehrere Zustandsänderungen an dem Ausgangsknoten bereitstellt.
Verfahren nach Anspruch 24, das Entkoppeln der zweiten Kette während des Betriebs des zweiten Schaltnetzwerks umfasst.
Verfahren nach Anspruch 24, worin das zweite Schaltnetzwerk in Reihe mit der zweiten Kette bereitgestellt ist.
Verfahren nach Anspruch 24, worin das zweite Schaltnetzwerk parallel mit der zweiten Kette bereitgestellt ist.
Mehrstufen-Digital-Analog-Wandler, DAW, der eine Vielzahl von DAW-Stufen umfasst, wobei zumindest eine der DAW-Stufen eine Kette umfasst, die eine Vielzahl von Impedanz-Elementen umfasst, die mit einem Schaltnetzwerk gekoppelt sind, wobei der DAW ferner einen Regelkreis umfasst, der mit dem Schaltnetzwerk gekoppelt ist und konfiguriert ist, eine codeabhängige Kompensation für Varianzen der Antwort auf das Schaltnetzwerk oder die Steuerung davon bereitzustellen.
DAW nach Anspruch 28, worin der Regelkreis auf Änderungen des Eingabecodes an den DAW reagiert.
DAW nach Anspruch 29, worin der Regelkreis mit einem digitalen Eingang des DAW gekoppelt ist.
DAW nach Anspruch 30, worin der Regelkreis konfiguriert ist, eine Variation einer Ausgangsspannung des Regelkreises als Antwort auf Änderungen eines Eingabecodes an den DAW bereitzustellen.
DAW nach Anspruch 7, worin der geschaltete Pfad ein Impedanz-Element mit einem Wert umfasst, der sich von dem anderer Impedanz-Elemente in der ersten Kette unterscheidet.
DAW nach Anspruch 32, worin der Anschluss ein Anschluss mit niedrigerer Referenz der zwei Referenzanschlüsse ist.
DAW nach Anspruch 28, worin das Schaltnetzwerk Schalter unterschiedlicher Schalter-Typen umfasst.
DAW nach Anspruch 28, worin das Schaltnetzwerk Schalter vom selben Schalter-Typ umfasst.
DAW nach Anspruch 28, worin der Regelkreis mit einer Referenzimpedanz gekoppelt ist.
DAW nach Anspruch 36, worin der Regelkreis konfiguriert ist, eine Kompensation für Varianzen in Antwort-Charakteristika eines oder mehrerer Schalter in Bezug auf die Referenzimpedanz oder eine Steuerung davon bereitzustellen.
DAW nach Anspruch 36, worin der Regelkreis ferner konfiguriert ist, eine Kompensation für Varianzen in der Referenzimpedanz bereitzustellen.
DAW nach Anspruch 36, worin die Referenzimpedanz an ein oder mehrere Impedanz-Elemente einer Impedanzkette innerhalb des DAW angepasst wird.
DAW nach Anspruch 28, worin der Regelkreis auf ein Steuersignal reagiert, das eine Änderung des DAW-Codes angibt, wobei der Regelkreis eine Ansteuerschaltung umfasst, die eine Änderung des Gate-Levels einer MOS-Vorrichtung, die mit dem Schaltnetzwerk gekoppelt ist, als Antwort auf einen Übergang, der durch eine Änderung in dem DAW-Code wiedergegeben wird, bereitstellt.
DAW nach Anspruch 38, worin der Regelkreis einen Operationsverstärker umfasst.
DAW nach Anspruch 28, worin der Regelkreis einen Operationsverstärker umfasst, der einen Puffer bereitstellt und ferner ein Verstärkungselement umfasst, das konfiguriert ist, Verzögerungen in Antwort-Charakteristika des Operationsverstärkers zu kompensieren, um auf Änderungen in einem DAW-Übergang zu reagieren, der unter Verwendung des Schaltnetzwerks herbeigeführt wurde.
DAW nach Anspruch 28, worin zumindest ein Schalter des Schaltnetzwerks eine MOS-Vorrichtung umfasst und der Regelkreis konfiguriert ist, Spannungen, mit denen ein Gate der MOS-Vorrichtung beaufschlagt wird, zu variieren, um eine Kompensation für Varianzen in der Antwort des Schaltnetzwerks oder eine Steuerung davon bereitzustellen.
DAW nach Anspruch 28, worin zumindest ein Schalter des Schaltnetzwerks eine MOS-Vorrichtung umfasst und der Regelkreis konfiguriert ist, Spannungen, mit denen ein Back-Gate der MOS-Vorrichtung beaufschlagt wird, zu variieren, um eine Kompensation für Varianzen in der Antwort des Schaltnetzwerks oder eine Steuerung davon bereitzustellen.
DAW nach Anspruch 28, der Folgendes umfasst: eine erste Kette mit einer Vielzahl von Impedanz-Elementen; eine zweite Kette mit einer Vielzahl von Impedanz-Elementen; ein erstes Schaltnetzwerk, das ausgelegt ist, eine Spannung, die an zumindest einem der Impedanz-Elemente in der ersten Kette erzeugt wurde, an die zweite Kette als Antwort auf ein digitales Eingangssignal zu koppeln, wobei das digitale Signal einen digitalen Bit-Strom umfasst, wobei die Impedanz-Elemente in der zweiten Kette konfiguriert sind, Spannungen als Antwort auf Strom, der von der ersten Kette durch das erste Schaltnetzwerk zur zweiten Kette fließt, zu erzeugen, um ein entsprechendes analoges Signal zu dem digitalen Eingangssignal an einen Ausgangsknoten zu erzeugen, ein zweites Schaltnetzwerk, das nichtstromführende Schalter, die konfiguriert sind, zumindest einen Übergang eines am wenigsten signifikanten Bits, LSB, als Antwort auf eine gefühlte Änderung an dem ersten Schaltnetzwerk an dem Ausgangsknoten bereitzustellen, und worin der Regelkreis mit dem ersten Schaltnetzwerk gekoppelt ist, umfasst.
DAW nach Anspruch 45, worin Schalter des ersten Schaltnetzwerks mit der zweiten Kette gemeinsam genutzt werden.
DAW nach Anspruch 45, worin die zweite Kette konfiguriert ist, einen Lasteffekt an dem ersten Schaltnetzwerk und zumindest einen Widerstand der ersten Widerstandskette bereitzustellen.
Mehrstufen-Digital-Analog-Wandler, DAW, der eine Vielzahl von DAW-Stufen umfasst, die über ein Schaltnetzwerk gekoppelt sind, wobei das Schaltnetzwerk zumindest eine MOS-Vorrichtung umfasst, wobei der DAW ferner einen Regelkreis umfasst, der mit einem Gate-Anschluss der zumindest einen MOS-Vorrichtung verbunden ist und konfiguriert ist, Spannungen, mit denen das Gate beaufschlagt wird, zu variieren, um eine Kompensation für Varianzen in der Antwort des Schaltnetzwerks oder eine Steuerung davon bereitzustellen.
DAW nach Anspruch 48, worin der Gate-Anschluss ein Back-Gate-Anschluss ist.
DAW nach Anspruch 48, worin der Regelkreis konfiguriert ist, eine codeabhängige Kompensation bereitzustellen.
DAW nach Anspruch 48, worin der Regelkreis mit einem digitalen Eingang des DAW gekoppelt ist.
DAW nach Anspruch 51, worin der Regelkreis konfiguriert ist, eine Beziehung zwischen einem Eingabecode des DAW und einer Ausgangsspannung des Regelkreises bereitzustellen, die verwendet wird, um die Kompensation bereitzustellen.
DAW nach Anspruch 48, worin der Regelkreis eine Kompensation für Varianzen in den Antwort-Charakteristika einzelner Schalter des Schaltnetzwerks oder eine Steuerung davon bereitstellt.
DAW nach Anspruch 48, worin der Regelkreis mit einem analogen Eingang des DAW gekoppelt ist.
DAW nach Anspruch 48, worin der Regelkreis mit einem Knoten innerhalb des DAW gekoppelt ist und auf Änderungen des Betriebs des DAW reagiert.
Verfahren zum Konvertieren eines digitalen Eingangssignals zu einem entsprechenden analogen Ausgang, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines digitalen Bit-Stroms an einen Digital-Analog-Wandler, DAW, wobei der DAW eine Vielzahl von DAW-Stufen umfasst, wobei zumindest eine der DAW-Stufen eine Kette umfasst, die eine Vielzahl von Impedanz-Elementen umfasst, die mit einem Schaltnetzwerk gekoppelt sind; Bereitstellen eines Regelkreises, der mit dem Schaltnetzwerk gekoppelt ist; Detektieren von Varianzen in der Antwort des Schaltnetzwerks; und Verwenden des Regelkreises zum Bereitstellen einer codeabhängigen Kompensation für die Varianzen oder einer Steuerung davon als Antwort auf die Detektion der Varianzen.
Mehrketten-Digital-Analog-Wandler, DAW, der Folgendes umfasst: eine erste Kette mit einer Vielzahl von Impedanz-Elementen; eine zweite Kette mit einer Vielzahl von Impedanz-Elementen; ein erstes Schaltnetzwerk, das ausgelegt ist, eine Spannung, die an zumindest einem der Impedanz-Elemente in der ersten Kette erzeugt wird, die zweite Kette als Antwort auf ein digitales Eingangssignal zu koppeln, wobei das digitale Signal einen digitalen Bit-Strom umfasst, wobei die Impedanz-Elemente in der zweiten Kette konfiguriert sind, als Antwort auf Strom, der von der ersten Kette durch das erste Schaltnetzwerk zur zweiten Kette fließt, Spannungen zu erzeugen, um ein entsprechendes analoges Signal zu dem digitalen Eingangssignal an einen Ausgangsknoten zu erzeugen, ein zweites Schaltnetzwerk, das nichtstromführende Schalter umfasst, die konfiguriert sind, zumindest einen Übergang eines am wenigsten signifikanten Bits, LSB, als Antwort auf eine abgefühlte Änderung an dem ersten Schaltnetzwerk an dem Ausgangsknoten bereitzustellen.
DAW nach Anspruch 57, der ein drittes Schaltnetzwerk umfasst, das Anschüsse der zweiten Kette direkt mit dem Ausgangsknoten koppelt.
DAW nach Anspruch 57, worin das erste Schaltnetzwerk auf die signifikantesten Bits, MSBs, und die am wenigsten signifikanten Bits, LSBs, des digitalen Eingangssignals reagiert.
DAW nach Anspruch 57, worin das erste Schaltnetzwerk auf die signifikantesten Bits, MSBs reagiert und ferner auf am wenigsten signifikante Bits, LSBs, des digitalen Eingangssignals reagiert.
DAW nach Anspruch 57, worin das zweite Schaltnetzwerk konfiguriert ist, den LSB-Übergang an dem Ausgangsknoten getrennt von einem Spannungsabfall an den Impedanz-Elementen in der zweiten Kette bereitzustellen.
DAW nach Anspruch 57, worin Schalter des ersten Schaltnetzwerks gemeinsam mit der zweiten Kette genutzt werden.
DAW nach Anspruch 62, worin einzelne der gemeinsam genutzten Schalter Impedanz-Elemente der ersten Kette selektiv mit der zweiten Kette koppeln oder zumindest einen LSB-Übergang direkt an dem Ausgangsknoten bereitstellen.
DAW nach Anspruch 57, worin die zweite Kette konfiguriert ist, einen Lasteffekt an dem ersten Schaltnetzwerk und zumindest einem Impedanz-Element der ersten Kette bereitzustellen.
DAW nach Anspruch 64, worin der DAW so konfiguriert ist, dass ein Schalten unter Verwendung des ersten Schaltnetzwerks, des Lasteffekts, der von der zweiten Kette bereitgestellt wird, erste und zweite LSB-Übergänge definiert.
DAW nach Anspruch 64, worin die zweite Kette konfiguriert ist, einen Lasteffekt an der ersten Kette bereitzustellen, wobei dieser Lasteffekt abgefühlt wird und einen ersten LSB-Übergang an einem Ausgangsknoten definiert.
DAW nach Anspruch 66, worin ein Schalten des Lasteffekts, der von der zweiten Kette bereitgestellt wird, abgefühlt wird, um einen ersten und zweiten LSB-Übergang an dem Ausgangsknoten bereitzustellen.
DAW nach Anspruch 57, worin ein einzelner Schalter ein Schalten für benachbarte Impedanz-Elemente in der ersten Kette bereitstellt, um mehrere LSB-Änderungen, abhängig davon, mit welchem Impedanz-Element in der ersten Kette der Schalter gekoppelt ist, an dem Ausgang bereitzustellen.
DAW nach Anspruch 57, worin das erste Schaltnetzwerk konfiguriert ist, einen unbelasteten statischen Zustand bereitzustellen, der erzeugt wird, wenn ein Strompfad zwischen einem am signifikantesten Bit, MSB, einem Impedanz-Element des DAW, das mit der ersten Kette in Zusammenhang steht und einem Impedanz-Element des am wenigsten signifikanten Bits, LSB, des DAW, das mit der zweiten Kette in Zusammenhang steht, als eine hohe Impedanz präsentiert wird.
DAW nach Anspruch 69, worin das erste Schaltnetzwerk auf die signifikantesten Bits (MSBs) des digitalen Eingangssignals, die mit der ersten Kette gekoppelt sind und auf am wenigsten signifikante Bits (LSBs) des digitalen Signals reagiert, die mit der zweiten Kette gekoppelt sind.
DAW nach Anspruch 69, worin das erste Schaltnetzwerk auf Übergänge zwischen signifikantesten Bits (MSBs) des digitalen Eingangssignals reagiert.
DAW nach Anspruch 69, worin ein Knoten zwischen benachbarten Impedanzelementen der ersten Kette mit dem Ausgang gekoppelt ist.
DAW nach Anspruch 72, worin die Schalter des Schaltnetzwerks, die der ersten Kette zugeordnet sind, so bemessen sind, dass die zwei Zustände auf jeder Seite des unbelasteten Zustands im Wesentlichen einem der LSB-Schritte an dem Ausgangsknoten entsprechen.
DAW nach Anspruch 69, worin Schalter, die der ersten Kette zugeordnet sind, einen Knoten der ersten Kette direkt mit dem Ausgangsknoten koppeln.
DAW nach Anspruch 69, worin ein Schalter, der der ersten Kette zugeordnet ist, in Reihe mit einem Schalter der zweiten Kette verbunden ist, um einen Lastknoten der ersten Kette mit dem Ausgangsknoten zu koppeln.
DAW nach Anspruch 57, der konfiguriert ist, vier LSB-Zustandsübergang an dem Ausgangsknoten bereitzustellen: einen ersten Zustand, der von der Spannung an einem Ausgang des ersten Schaltnetzwerks bereitgestellt wird, einen zweiten Zustand, der von der Spannung an einer Eingangsseite des ersten Schaltnetzwerks vor einem LSB-Übergang bereitgestellt wird, der von dem ersten Schaltnetzwerk und der zweiten Kette bereitgestellt wird, einen dritten Zustand, der an einer Eingangsseite des ersten Schaltnetzwerks nach einem LSB-Übergang bereitgestellt wird, der von der zweiten Kette bereitgestellt wird und einen vierten Zustand, der an einem Ausgang des zweiten Schaltnetzwerks bereitgestellt wird.
DAW nach Anspruch 76, der konfiguriert ist, eine hohe Impedanz an einem Anschluss der zweiten Kette bereitzustellen, so dass ein fünfter LSB-Zustandsübergang durch Abfühlen der Spannung an einer Eingangsseite des ersten Schaltnetzwerks während dieser Konfiguration der hohen Impedanz an dem Ausgangsknoten bereitgestellt werden kann.
DAW nach Anspruch 57, der so konfiguriert ist, dass die zweite Kette N2-3-Impedanz-Elemente umfasst, um N2-Zustände bereitzustellen.
DAW nach Anspruch 57, der Referenzanschlüsse umfasst und worin Strom, der durch die Referenzanschlüsse fließt, im Wesentlichen codeunabhängig ist.
DAW nach Anspruch 76, worin das erste Schaltnetzwerk einen Ein-Schalter-Widerstand R_EIN aufweist, die erste Kette Impedanz-Elemente mit einem Widerstand R1 aufweist und die zweite Kette Impedanz-Elemente mit einem Widerstand R2 aufweist und worin R_EIN, R2 und R1 im Wesentlichen gleich sind.
DAW nach Anspruch 57, der so konfiguriert ist, dass die zweite Kette N2-4-Impedanz-Elemente umfasst, um N2-Zustände bereitzustellen.
DAW nach Anspruch 81, worin das erste Schaltnetzwerk einen Ein-Schalter-Widerstand R_EIN aufweist, die erste Kette Impedanz-Elemente mit einem Widerstand R1 umfasst und die zweite Kette Impedanz-Elemente mit einem Widerstand R2 umfasst und worin
wobei k = LSB-Lastwirkungsziel mit Bereich 0 < k < 2ⁿ² ist und n2 gleich der Auflösung der zweiten Kette ist.
DAW nach Anspruch 82, worin R2 < R1 oder worin R2 im Wesentlichen gleich R1 ist.
DAW nach Anspruch 83, worin R_EIN und R2 im Wesentlichen gleich sind.
DAW nach Anspruch 83, worin Referenzanschlüsse der ersten Kette mit einer Spannungsquelle gekoppelt sind.
DAW nach Anspruch 83, wobei die Werte von R2 und R1 so ausgewählt sind, dass ein Mittelpunkt der ersten Kette der Nichtlinearität der DAW-Transferfunktion im Wesentlichen geringfügig ist.
DAW nach Anspruch 86, worin die Werte von R2 und R1 so ausgewählt sind, dass 2·R2 = R1 ist.
DAW nach Anspruch 83, worin die erste Kette an Referenzanschlüssen der ersten Kette mit einer Spannungsquelle gekoppelt ist, und eine Source-Impedanz an zumindest einem der Referenzanschlüsse bereitgestellt ist.
DAW nach Anspruch 88, worin die Source-Impedanz in Bezug auf eine DAW-Kettenimpedanz skaliert wird.
DAW nach Anspruch 89, worin die Source-Impedanz an zumindest einem der Referenzanschlüsse einen Fehler der DAW-Transferfunktion reduziert oder skaliert.
DAW nach Anspruch 81, der ein Source-Impedanz-Element in Reihe zwischen der ersten Kette und einem Referenzanschluss umfasst, wobei das Source-Impedanz-Element schaltbar ist, um einen LSB-Übergang an dem Ausgang des DAW bereitzustellen.
DAW nach Anspruch 81, der einen Schalter umfasst, der konfiguriert ist, einen Referenzanschluss schaltbar mit dem DAW-Ausgang zu koppeln, um einen LSB-Übergang an dem DAW-Ausgang bereitzustellen.
DAW nach Anspruch 92, worin ein Schalten des Source-Impedanz-Elements zur ersten Kette einen zusätzlichen Code in der DAW-Transferfunktion bereitstellt.
DAW nach Anspruch 57, der eine dritte Kette mit einer Vielzahl von Impedanz-Elementen umfasst, die mit einem Schaltnetzwerk gekoppelt sind, wobei der DAW konfiguriert ist, als Antwort auf ein digitales Eingangssignal, das an einem Eingang des DAWs bereitgestellt wird, ein Schalten einzelner Impedanz-Elemente auszulösen, um ein entsprechendes analoges Signal an einem Ausgangsknoten des DAW zu erzeugen.
Verfahren zum Konvertieren eines digitalen Eingangssignals zu einem entsprechenden analogen Ausgang, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines digitalen Bit-Stroms an einem Digital-Analog-Wandler, DAW, wobei der DAW eine erste Kette mit einer Vielzahl von Impedanz-Elementen, eine zweite Kette mit einer Vielzahl von Impedanz-Elementen und ein erstes Schaltnetzwerk umfasst; Bereitstellen eines zweiten Schaltnetzwerks, das nichtstromführende Schalter umfasst; als Antwort auf den digitalen Bit-Strom unter Verwendung der Impedanz-Elemente in der zweiten Kette, Erzeugen von Spannungen als Antwort auf Strom, der von der ersten Kette durch das erste Schaltnetzwerk zu der zweiten Kette fließt, um ein entsprechendes analoges Signal zu dem digitalen Eingangssignal an einem Ausgangsknoten zu erzeugen und Verwenden des zweiten Schaltnetzwerks, um zumindest einen Übergang eines am wenigsten signifikantes Bits, LSB, als Antwort auf eine abgefühlte Änderung an dem ersten Schaltnetzwerk an dem Ausgangsknoten bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 95, das Bereitstellen zumindest eines LSB-Übergangs durch Trennen der zweiten Kette von der ersten Kette direkt an dem Ausgangsknoten umfasst.
DAW nach Anspruch 1 oder 27 oder 58, der einen Regelkreis umfasst, die mit zumindest einem Schalter des DAWs gekoppelt ist, um eine codeabhängige Kompensation für Varianzen in der Antwort des zumindest einen Schalters oder eine Steuerung davon bereitzustellen.