DE19507280C2 - Digital/Analogwandler - Google Patents
Digital/AnalogwandlerInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf
Digital/Analogwandler und insbesondere auf einen Digital/
Analogwandler mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1,
in dem eingegebene digitale Daten in Bits
höherer Ordnung und Bits niedrigerer Ordnung aufgeteilt
werden und die aufgeteilten Bits höherer und niedrigerer
Ordnung jeweils durch Strom und Widerstandsfeld verarbeitet
werden, so daß ein Digital/Analogwandlungsvorgang mit hoher
Geschwindigkeit und hoher Auflösung ausgeführt werden kann
und ein aus einer Prozeßabweichung resultierender Fehler
durch eine Stromkompensationsschaltung automatisch so kom
pensiert wird, daß der Integrationsgrad eines Halbleiter
bauelements erhöht werden kann.
Aus DE 33 34 364 C2 ist ein Digital/Analogwandler mit einer
Grobbit-Dekodiereinrichtung zum Dekodieren von n-m Bits niedri
ger Ordnung des digitalen n-Bit-Eingangssignals, einer Stromge
nerierungseinrichtung zum Generieren eines den m Bits höherer
Ordnung entsprechenden Stromes, einer Stromgenerierungseinrich
tung mit einem an zwei feste Spannungen angeschlossenen Span
nungsteiler zum Generieren eines den n-m Bits niedriger Ordnung
entsprechenden Stromes, und einer Summationseinrichtung zur
Bildung des Gesamtstroms aus den beiden genannten Teilströmen
bekannt.
In Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm eines herkömmli
chen Digital/Analogwandlers gezeigt. Wie in dieser Zeich
nung gezeigt, umfaßt der herkömmliche Digital/Analogwandler
einen Spannungsteiler 1 zum Teilen einer Differenz zwischen
oberen und unteren Referenzspannungen in 2N Stufen, falls
die Bitanzahl eines eingegebenen digitalen Signals N ist.
Zu diesem Zweck enthält der Spannungsteiler 1 eine Kette
aus 2N zwischen oberen und unteren Referenzspannungen VRT
und VRB in Reihe geschalteten Widerständen R1-R2N.
Der herkömmliche Digital/Analogwandler umfaßt auch
einen Decoder 3 zum Decodieren des eingegebenen digitalen
N-Bit-Signals in ein 2N-Bit-Signal und zum Ausgeben des
decodierten 2N-Bit-Signals an einen Selektor für geteilte
Spannung 2. Der Selektor für geteilte Spannung 2 ist darauf
ausgelegt, als Reaktion auf das Ausgangssignal vom Decoder
3 die durch den Spannungsteiler 1 in die 2N Stufen aufge
teilten Spannungen selektiv auszugeben. Zu diesem Zweck
enthält der Selektor für geteilte Spannung 2 2N-1 elektro
nische Schalter S1-S2N-1.
Der herkömmliche Digital/Analogwandler umfaßt weiter
einen Ausgabepuffer 4 zum Puffern einer Ausgangsspannung
vom Selektor für geteilte Spannung 2 und zum Ausgeben der
gepufferten Spannung.
Im folgenden wird die Arbeitsweise des herkömmlichen
Digital/Analogwandlers mit dem oben erwähnten Aufbau be
schrieben.
Falls die Bitanzahl des eingegebenen digitalen Signals
N ist, wird die Differenz VRT-VRB zwischen den oberen und
unteren Referenzspannungen VRT und VRB im Spannungsteiler 1
durch die 2N zwischen diesen in Reihe geschalteten Wider
stände R1-R2N in die 2N Stufen aufgeteilt. In diesem Fall
beträgt eine Spannung an jedem der Widerstände R1-R2N (VRT-
VRB)/2N [V].
Jeder der 2N-1 Knoten wird zwischen aneinander angren
zenden der Widerstände R1-R2N im Spannungsteiler 1 gebildet
und mit einem Anschluß eines Entsprechenden der 2N-1 elek
tronischen Schalter S1-S2N-1 im Selektor für geteilte Span
nung 2 verbunden, deren andere Anschlüsse gemeinsam mit
einem nicht invertierenden Eingangsanschluß eines Opera
tionsverstärkers im Ausgabepuffer 4 verbunden sind. Der
Decoder 3 decodiert das eingegebene digitale N-Bit-Signal
zum 2N-Bit-Signal und gibt das decodierte 2N-Bit-Signal als
ein Schalt-Steuersignal an die elektronischen Schalter S1-
S2N aus.
Die elektronischen Schalter S1-S2N im Selektor für
geteilte Spannung 2 werden als Reaktion auf das 2N-Bit-
Signal vom Decoder 3 ein/ausgeschaltet, um die durch den
Spannungsteiler 1 in die 2N Stufen geteilten Spannungen
selektiv auszugeben. Dann verstärkt der Ausgabepuffer 4 die
Ausgangsspannung vom Selektor für geteilte Spannung 2 um
ein gewünschtes Maß und gibt die verstärkte Spannung aus.
Der oben erwähnte herkömmliche Digital/Analogwandler
hat jedoch darin einen Nachteil, daß die Größe der Wider
standskette und der Schaltergruppe erhöht wird, wenn die
Auflösung einer Ausgangsspannung Vo höher wird, was zu
einer Zunahme der Chipgröße und der verbrauchten Leistung
führt. Die Auflösung wird auch verringert, wenn die Wider
standskette keine Anpassung besitzt.
Angesichts der obigen Probleme
ist ein Ziel der vorlie
genden Erfindung, einen Digital/Analogwandler bereitzu
stellen, in dem eingegebene digitale Daten in Bits höherer
Ordnung und Bits niedrigerer Ordnung aufgeteilt werden und
in dem die aufgeteilten Bits höherer und niedrigerer Ord
nung jeweils durch Strom und Widerstandsfeld verarbeitet
werden, so daß eine Digital/Analogwandlung mit hoher Ge
schwindigkeit und hoher Auflösung ausgeführt werden kann
und in dem eine Referenzspannung durch einen externen
Widerstand dem Pegel nach immer konstant wird, so daß ein
aus einer Prozeßabweichung resultierender Fehler kompen
siert werden kann.
Die obigen und andere Ziele können gemäß der vorlie
genden Erfindung durch Bereitstellen eines Digital/Analog
wandlers erreicht werden, der eine Grobbit-Decodiereinrich
tung zum Decodieren vom M Bits höherer Ordnung eines digi
talen (M+N) -Bit-Eingangssignals; eine Feinbit-Decodierein
richtung zum Decodieren vom N Bits niedrigerer Ordnung des
digitalen (M+N) -Bit-Eingangssignals; eine Stromskalierein
richtung zum Klassifizieren von Strömen in eine Vielzahl
von Stufen und zum Ausgeben eines Ausgewählten der klassi
fizierten Stufenströme als Reaktion auf ein Ausgangssignal
von der Grobbit-Decodiereinrichtung; eine Strom/Spannungs
umwandlungseinrichtung zum Umwandeln eines Ausgangsstroms
von der Stromskaliereinrichtung in eine Spannung; eine
Spannungserhöhungseinrichtung zum Ausgeben einer Ausgangs
spannung von der Strom/Spannungsumwandlungseinrichtung als
eine Referenzspannung; eine Spannungsteilereinrichtung zum
Teilen der Referenzspannung von der Spannungserhöhungsein
richtung in eine Vielzahl von Stufen und zum Ausgeben einer
Ausgewählten der geteilten Stufenspannungen als Reaktion
auf ein Schalt-Steuersignal von der Feinbit-Decodierein
richtung; und eine Stromkompensationseinrichtung zum
Kompensieren einer durch die Spannungsteilereinrichtung
fließenden Strommenge, um die Referenzspannung in der Span
nungsteilereinrichtung dem Pegel nach konstant zu machen.
Die obigen und andere Ziele, Eigenschaften und Vor
teile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden
ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beige
fügten Zeichnungen besser verständlich, worin:
Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm eines herkömmlichen
Digital/Analogwandlers ist;
Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm eines Digital/Analog
wandlers gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 3 ein Schaltungsdiagramm einer Ausführungsform
eines Stromskalierers in Fig. 2 ist;
Fig. 4 ein Schaltungsdiagramm einer Ausführungsform
eines Strom/Spannungswandlers in Fig. 2 ist;
Fig. 5 eine Ansicht ist, die eine Ausführungsform
eines Spannungserhöhers in Fig. 2 zeigt;
Fig. 6 ein Schaltungsdiagramm einer Ausführungsform
eines Spannungsteilers in Fig. 2 ist; und
Fig. 7 ein Schaltungsdiagramm einer Ausführungsform
eines Stromkompensierers in Fig. 2 ist.
In Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines Digital/Analog
wandlers gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wie in
dieser Zeichnung gezeigt, umfaßt der Digital/Analogwandler
einen Grobbit-Decoder 10 zum Decodieren von M Bits höherer
Ordnung eines digitalen K(M+N)-Bit-Eingangssignals, einen
Feinbit-Decoder 70 zum Decodieren von N Bits niedrigerer
Ordnung des digitalen K(M+N) -Bit-Eingangssignals, einen
Stromskalierer 20 zum Klassifizieren von Strömen in 2M
Stufen und zum Ausgeben eines Ausgewählten der klassifi
zierten 2M Stufenströme als Reaktion auf ein Ausgangssignal
vom Grobbit-Decoder 10, einen Strom/Spannungswandler 30 zum
Umwandeln eines Ausgangsstroms vom Stromskalierer 20 in
eine Spannung und einen Spannungserhöher 40 zum Ausgeben
einer Ausgangsspannung vom Strom/Spannungswandler 30 als
eine Referenzspannung an einen Spannungsteiler 50.
Der Spannungsteiler 50 ist darauf ausgelegt, die Refe
renzspannung vom Spannungserhöher 40 in 2N Stufen aufzutei
len und als Reaktion auf ein Schalt-Steuersignal vom Fein
bit-Decoder 70 eine Ausgewählte der aufgeteilten 2N Stufen
spannungen auszugeben.
Der Digital/Analogwandler umfaßt weiter einen Strom
kompensierer 60 zum Kompensieren einer durch den Spannungs
teiler 50 fließenden Strommenge, um die Referenzspannung im
Spannungsteiler 50 dem Pegel nach konstant zu machen.
Im folgenden wird die Arbeitsweise des Digital/Analog
wandlers mit dem oben erwähnten Aufbau gemäß der vorliegen
den Erfindung ausführlich beschrieben.
Zunächst wird das digitale K(M+N)-Bit-Eingangssignal
in die M Bits höherer Ordnung und die N Bits niedrigerer
Ordnung aufgeteilt. Die aufgeteilten M Bits höherer Ordnung
werden durch den Grobbit-Decoder 10 decodiert und die
aufgeteilten N Bits niedrigerer Ordnung werden durch den
Feinbit-Decoder 70 decodiert. Das Ausgangssignal vom
Grobbit-Decoder 10 wird an den Stromskalierer 20 angelegt.
Der Stromskalierer 20 klassifiziert die Ströme in die 2M
Stufen und gibt als Reaktion auf das Ausgangssignal vom
Grobbit-Decoder 10 einen Ausgewählten der klassifizierten
2M Stufenströme aus.
In Fig. 3 ist ein Schaltungsdiagramm einer Ausfüh
rungsform des Stromskalierers 20 gezeigt. Wie in dieser
Zeichnung gezeigt, enthält der Stromskalierer 20 M parallel
zueinander geschaltete Stromquellen. Die einen Anschlüsse
der M Stromquellen sind gemeinsam mit einem Masseanschluß
verbunden und die anderen Anschlüsse sind jeweils gemeinsam
mit einem mit dem Strom/Spannungswandler 30 verbundenen
Knoten 21 verbunden. Der Stromskalierer 20 enthält auch M
jeweils zwischen die M Stromquellen und den Knoten 21
geschaltete Schalter SW1-SWM. Falls das digitale Eingangs
signal M Bits DM, DM-1, . . . , D₁ besitzt, werden den Strom
quellen jeweils M Gewichtungsfaktoren I/2, I/2², . . . , I/2M
zugeordnet. Einer der M Schalter SW1-SWM wird gemäß einer
Datenkombination vom Grobbit-Decoder 10 angeschaltet, um so
die entsprechende Stromquelle auszuwählen. Als Ergebnis
wird der Strom von der ausgewählten Stromquelle durch den
Knoten 21 an den Strom/Spannungswandler 30 ausgegeben. Der
Stromskalierer 20 gibt nämlich als Reaktion auf das Aus
gangssignal vom Grobbit-Decoder 10 einen Ausgewählten der
klassifizierten 2M Stufenströme aus. Zu diesem Zeitpunkt
kann der Ausgangsstrom Io vom Stromskalierer 20 wie folgt
ausgedrückt werden:
Der Ausgangsstrom Io vom Stromskalierer 20 wird durch
den Strom/Spannungswandler 30 in eine Spannung Vo1 umge
wandelt.
In Fig. 4 ist ein Schaltungsdiagramm einer Ausfüh
rungsform des Strom/Spannungswandlers 30 gezeigt. Wie in
dieser Zeichnung gezeigt, enthält der Strom/Spannungswand
ler 30 eine Impedanz Zo, um eine Versorgungsspannungsquelle
VDD durch diese mit dem Knoten 21 des Stromskalierers 20 zu
verbinden. Die Spannung Vo1 wird durch Verringern einer
Versorgungsspannung von der Versorgungsspannungsquelle VDD
um eine durch Multiplizieren des Stroms Io vom Stromska
lierer 20 mit der Impedanz Zo erhaltene Spannung erhalten.
Die Spannung Vo1 kann nämlich wie folgt ausgedrückt
werden:
Vo1 = VDD - ZoIo.
Die Spannung Vol vom Strom/Spannungswandler 30 wird
durch den Spannungserhöher 40 als die Referenzspannung an
den Spannungsteiler 50 angelegt.
Wie in Fig. 5 gezeigt, gibt der Spannungserhöher 40
eine grobe Ein-Bit-Stufenspannung vom Strom/Spannungswand
ler 30 als die Referenzspannung an den Spannungsteiler 50
aus. Die grobe Ein-Bit-Stufenspannung ist eine der durch
den Stromskalierer 20 und den Strom/Spannungswandler 30 in
die 2M Stufen klassifizierten und durch den Grobbit-Decoder
10 ausgewählten Spannungen.
In Fig. 6 ist ein Schaltungsdiagramm einer Ausfüh
rungsform des Spannungsteilers 50 gezeigt. Wie in dieser
Zeichnung gezeigt, enthält der Spannungsteiler 50 2N
zwischen oberen und unteren Referenzspannungen VT und VB in
Reihe geschaltete Widerstände R1-R2N, um die Differenz
zwischen diesen in die 2N Stufen zu teilen. Die Widerstände
R1-R2N haben denselben Widerstand. Das Verhältnis zwischen
den Widerständen R1-R2N kann wie folgt ausgedrückt werden:
R1 = R2 = . . . = R2N
R1 + R2 + . . . + R2N = RREF.
R1 + R2 + . . . + R2N = RREF.
Die Differenz zwischen den oberen und unteren Refe
renzspannungen VT und VB ist die grobe Ein-Bit-Stufen
spannung vom Spannungserhöher 40. Es gilt nämlich
VT - VB = Vop-p/2M
mit Vop-p: gesamte Skala.
Als Ergebnis wird die grobe Ein-Bit-Stufenspannung vom
Spannungserhöher 40 durch die Widerstände R1-R2N gleich
mäßig in die 2N Stufen aufgeteilt. Hier ist der Widerstand
RREF derselbe wie der im Stromkompensierer 60 von Fig. 7.
Der Spannungsteiler 50 enthält auch 2N-1 Schalter SF1-
SF2N-1, deren einer Anschluß mit jeweiligen Knoten zwischen
aneinander angrenzenden der Widerstände R1-R2N verbunden
ist und deren andere Anschlüsse gemeinsam mit einem nicht
invertierenden Eingangsanschluß eines Operationsverstärkers
in einem Ausgabepuffer 50A verbunden sind. Das Schalten der
Schalter SF1-SF2N-1 wird durch das Ausgangssignal vom
Feinbit-Decoder 70 gesteuert, der die N Bits niedrigerer
Ordnung des digitalen K (M+N) -Bit-Eingangssignals decodiert.
Als Ergebnis werden die Ausgangsspannungen von den
Schaltern SF1-SF2N-1 durch erneutes Teilen der in die 2M
groben Bitstufen geteilten Spannungen in die 2N feinen
Bitstufen erhalten. Auf diese Weise wird das digitale
K(M+N)-Bit-Eingangssignal in ein analoges Spannungssignal
umgewandelt. Dann wird das digital/analog gewandelte Signal
an den nicht invertierenden Eingangsanschluß des Opera
tionsverstärkers im Ausgabepuffer 50A angelegt. Als Ergeb
nis verstärkt der Ausgabepuffer 50A das digital/analog
gewandelte Signal um einen gewünschten Pegel und gibt das
verstärkte Signal aus.
Nebenbei bemerkt kann der Widerstand RREF bei der
Realisierung des Spannungsteilers 50 nicht immer konstant
sein. Der Widerstand RREF kann nämlich wegen einer Prozeß
abweichung wie folgt variieren:
R′REF = RREF + ΔR.
Falls der Spannungsteiler 50 auf der Grundlage einer
konstanten Strommenge betrieben wird, kann die grobe Ein-
Bit-Stufenspannung aus diesem Grund mit einem Spannungs
fehler von ΔR × 1/2M nicht genau ausgegeben werden.
Deshalb ist die Stromkompensierung nötig, um die
Differenz zwischen den oberen und unteren Referenzspannun
gen VT und VB gleich der groben Ein-Bit-Stufenspannung zu
machen, obwohl der Widerstand der Kette aus den Widerstän
den R1-R2N wegen der Prozeßvariation variiert wird. Zu
diesem Zweck stellt die vorliegende Erfindung den Strom
kompensierer 60 von Fig. 7 bereit.
In Fig. 7 ist ein Schaltungsdiagramm einer Ausfüh
rungsform des Stromkompensierers 60 gezeigt. Wie in dieser
Zeichnung gezeigt, enthält der Stromkompensierer 60 einen
externen Widerstand RCON und eine Stromquelle I/2M, die
zwischen der Versorgungsspannungsquelle VDD und dem Masse
anschluß in Reihe geschaltet sind. Die Stromquelle I/2M ist
dieselbe wie die im Stromskalierer 20 von Fig. 3 und wird
zur Stromkompensierung verwendet. Der Stromkompensierer 60
enthält auch einen internen Widerstand RREF und einen NMOS-
Transistor NM1, die zwischen der Versorgungsspannungsquelle
VDD und dem Masseanschluß in Reihe geschaltet sind. Ein
Gate und ein Drain des NMOS-Transistors NM1 sind gemeinsam
mit dem internen Widerstand RREF verbunden und eine Source
ist mit dem Masseanschluß verbunden. Der Stromkompensierer
60 enthält weiter einen Ausgabepuffer 60A, der einen Opera
tionsverstärker beinhaltet. Der Operationsverstärker be
sitzt einen mit einem Knoten A zwischen dem externen Wider
stand RCON und der Stromquelle I/2M verbundenen nicht
invertierenden Eingangsanschluß und einen mit einem Knoten
B zwischen dem internen Widerstand RREF und dem NMOS-Tran
sistor NM1 verbundenen Ausgangsanschluß. Der Stromkompen
sierer 60 enthält weiter einen NMOS-Transistor NM2 mit
einem mit dem Gate des NMOS-Transistors NM1 verbundenen
Gate, einer mit dem Masseanschluß verbundenen Source und
einem Drain zur Eingabe der unteren Referenzspannung VB vom
Spannungsteiler 50.
Da der Strom I/2M von der Versorgungsspannungsquelle
VDD durch den externen Widerstand RCON fließt, ist eine
Spannung VA am Knoten A wie folgt gegeben:
VA = VDD - (RCON × I/2M).
Wird in der obigen Gleichung ein Widerstand des exter
nen Widerstands RCON so eingestellt, daß eine Spannung von
VDD - VA die grobe Ein-Bit-Stufenspannung werden kann,
ergibt sich:
RCON × I/2M = grobe Ein-Bit-Stufenspannung.
Als Ergebnis kann die grobe Ein-Bit-Stufenspannung dem
Pegel nach immer konstant sein. Die Spannung VA am Knoten A
wird durch den Ausgangspuffer 60A zum Knoten B übertragen.
Als Ergebnis wird eine Spannung VB am Knoten B gleich der
Spannung VA am Knoten A.
Ein durch den NMOS-Transistor NM1 fließender Strom Is
ist wie folgt gegeben:
Is = (VDD - VB)/RREF
= (VDD - VA)/RREF
= (RCON/RREF) × (I/2M).
= (VDD - VA)/RREF
= (RCON/RREF) × (I/2M).
Hier ist ein Widerstand des Widerstands RREF wie oben
erwähnt gleich der Summe der Widerstände der Widerstände
R1-R2N im Spannungsteiler 50 von Fig. 6.
Ein aus den Widerständen R1-R2N im Spannungsteiler 50
von Fig. 6 resultierender Spannungsabfall ΔV kann anderer
seits wie folgt ausgedrückt werden:
ΔV = Id × (R1 + R2 + . . . + R2N)
= Is (= Id) × RREF
= [(RCON/RREF) × (I/2M)]) × RREF
= RCON × I/2M.
= Is (= Id) × RREF
= [(RCON/RREF) × (I/2M)]) × RREF
= RCON × I/2M.
Aus der obigen Gleichung ist ersichtlich, daß der
Spannungsabfall ΔV zwischen den oberen und unteren Refe
renzspannungen VT und VB im Spannungsteiler 60 durch den
externen Widerstand RCON und die Stromquelle I/2M genau
gesteuert werden kann. Deshalb kann die Referenzspannung
ungeachtet der Variation des Widerstands wegen der Prozeß
abweichung dem Pegel nach konstant werden.
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, ist die
in den Spannungsteiler eingespeiste Referenzspannung gemäß
der vorliegenden Erfindung immer dem Pegel nach konstant.
Deshalb hat der Digital/Analogwandler der vorliegenden
Erfindung den Effekt, einen Fehler des Ausgangssignals
wegen einer Prozeßabweichung eines integrierten Bauelements
zu beseitigen. Auch falls die digitalen Eingangsdaten 16
Bits sind, erfordert der Digital/Analogwandler der vorlie
genden Erfindung 28 Widerstände, obwohl der herkömmliche,
mit der Widerstandskette arbeitende Digital/Analogwandler
2¹⁶ Widerstände erfordert hat. Deshalb hat der Digital-/
Analogwandler der vorliegenden Erfindung den Effekt der
Verringerung der Chipgröße. Da die 8 Bits höherer Ordnung
des digitalen Eingangssignals weiterhin durch Stromtreiben
verarbeitet werden, kann der Digital/Analogwandlungsvorgang
verglichen mit der herkömmlichen Widerstandskette mit ver
gleichsweise hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden. Da
der Strom außerdem durch den Stromkompensierer automatisch
kompensiert wird, kann ein Abgleichverfahren des integrier
ten Bauelements weggelassen werden.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der vorlie
genden Erfindung zu beispielhaften Zwecken beschrieben
wurden, werden Fachleute für den Stand der Technik erken
nen, daß verschiedene Modifikationen, Zusätze und Erset
zungen möglich sind, ohne vom Bereich und vom Geist der
Erfindung abzuweichen, wie sie in den beigefügten Patent
ansprüchen beschrieben ist.
Claims (11)
1. Digital/Analogwandler, der folgendes umfaßt:
eine Grobbit-Decodiereinrichtung 10 zum Decodieren von M Bits höherer Ordnung eines digitalen (M+N)-Bit-Eingangs signals;
eine Feinbit-Decodiereinrichtung 70 zum Decodieren von N Bits niedrigerer Ordnung des digitalen (M+N)-Bit-Ein gangssignals;
eine Stromskaliereinrichtung 20 zum Klassifizieren von Strömen in eine Vielzahl von Stufen und zum Ausgeben eines Ausgewählten der klassifizierten Stufenströme als Reaktion auf ein Ausgangssignal von der Grobbit-Decodiereinrichtung 10;
eine Strom/Spannungsumwandlungseinrichtung 30 zum Umwandeln eines Ausgangsstroms von der Stromskalierein richtung 30 in eine Spannung;
eine Spannungserhöhungseinrichtung 40 zum Ausgeben einer Ausgangsspannung von der Strom/Spannungsumwandlungs einrichtung 30 als eine Referenzspannung;
eine Spannungsteilereinrichtung 50 zum Teilen der Referenzspannung von der Spannungserhöhungseinrichtung 40 in eine Vielzahl von Stufen und zum Ausgeben einer Ausge wählten der geteilten Stufenspannungen als Reaktion auf ein Schalt-Steuersignal von der Feinbit-Decodiereinrichtung 70; und
eine Stromkompensationseinrichtung 60 zum Kompensieren einer durch die Spannungsteilereinrichtung 50 fließenden Strommenge, um die Referenzspannung in der Spannungsteiler einrichtung 50 dem Pegel nach konstant zu machen.
eine Grobbit-Decodiereinrichtung 10 zum Decodieren von M Bits höherer Ordnung eines digitalen (M+N)-Bit-Eingangs signals;
eine Feinbit-Decodiereinrichtung 70 zum Decodieren von N Bits niedrigerer Ordnung des digitalen (M+N)-Bit-Ein gangssignals;
eine Stromskaliereinrichtung 20 zum Klassifizieren von Strömen in eine Vielzahl von Stufen und zum Ausgeben eines Ausgewählten der klassifizierten Stufenströme als Reaktion auf ein Ausgangssignal von der Grobbit-Decodiereinrichtung 10;
eine Strom/Spannungsumwandlungseinrichtung 30 zum Umwandeln eines Ausgangsstroms von der Stromskalierein richtung 30 in eine Spannung;
eine Spannungserhöhungseinrichtung 40 zum Ausgeben einer Ausgangsspannung von der Strom/Spannungsumwandlungs einrichtung 30 als eine Referenzspannung;
eine Spannungsteilereinrichtung 50 zum Teilen der Referenzspannung von der Spannungserhöhungseinrichtung 40 in eine Vielzahl von Stufen und zum Ausgeben einer Ausge wählten der geteilten Stufenspannungen als Reaktion auf ein Schalt-Steuersignal von der Feinbit-Decodiereinrichtung 70; und
eine Stromkompensationseinrichtung 60 zum Kompensieren einer durch die Spannungsteilereinrichtung 50 fließenden Strommenge, um die Referenzspannung in der Spannungsteiler einrichtung 50 dem Pegel nach konstant zu machen.
2. Digital/Analogwandler wie in Anspruch 1, in welchem
die Stromskaliereinrichtung 20 folgendes enthält:
M parallel miteinander verbundene Stromquellen, wobei jeweils die einen Anschlüsse der M Stromquellen gemeinsam mit einem Masseanschluß verbunden sind und die anderen Anschlüsse gemeinsam mit einem mit der Strom/Spannungs umwandlungseinrichtung 30 verbundenen Ausgangsanschluß ver bunden sind und die M Stromquellen jeweils unterschiedliche Gewichtungsfaktoren besitzen; und
M jeweils zwischen den M Stromquellen und dem Aus gangsanschluß verbundene Schalter.
M parallel miteinander verbundene Stromquellen, wobei jeweils die einen Anschlüsse der M Stromquellen gemeinsam mit einem Masseanschluß verbunden sind und die anderen Anschlüsse gemeinsam mit einem mit der Strom/Spannungs umwandlungseinrichtung 30 verbundenen Ausgangsanschluß ver bunden sind und die M Stromquellen jeweils unterschiedliche Gewichtungsfaktoren besitzen; und
M jeweils zwischen den M Stromquellen und dem Aus gangsanschluß verbundene Schalter.
3. Digital/Analogwandler wie in Anspruch 1, in welchem
die Stromskaliereinrichtung 20 darauf ausgelegt ist, die
Ströme in 2M Stufen zu klassifizieren und einen groben Ein-
Bit-Stufenstrom auszugeben, wobei der grobe Ein-Bit-Stufen
strom eine der durch die Grobbit-Decodiereinrichtung 10
ausgewählten klassifizierten 2M Stufenströme ist.
4. Digital/Analogwandler wie in Anspruch 2, in welchem
die Stromskaliereinrichtung 20 weiter eine Stromquelle zur
Stromkompensierung enthält.
5. Digital/Analogwandler wie in Anspruch 4, in welchem
die Stromquelle zur Stromkompensierung denselben Gewich
tungsfaktor wie den eines niedrigstwertigen Bits der M
Stromquellen besitzt.
6. Digital/Analogwandler wie in Anspruch 1, in welchem
die Strom/Spannungsumwandlungseinrichtung 30 eine Impedanz
enthält, um durch diese eine Versorgungsspannungsquelle mit
einem Ausgangsanschluß der Stromskaliereinrichtung 20 zu
verbinden; und
einen zwischen der Impedanz und dem Ausgangsanschluß der Stromskaliereinrichtung 20 gebildeten Spannungsausgabe anschluß enthält.
einen zwischen der Impedanz und dem Ausgangsanschluß der Stromskaliereinrichtung 20 gebildeten Spannungsausgabe anschluß enthält.
7. Digital/Analogwandler wie in Anspruch 1, in welchem
die Spannungserhöhungseinrichtung 40 darauf ausgelegt ist,
eine grobe Ein-Bit-Stufenspannung von der Strom/Spannungs
umwandlungseinrichtung 30 als die Referenzspannung an die
Spannungsteilereinrichtung 50 auszugeben.
8. Digital/Analogwandler wie in Anspruch 1, in welchem
die Spannungsteilereinrichtung 50 folgendes enthält:
2N miteinander in Reihe geschaltete Widerstände, um die Referenzspannung von der Spannungserhöhungseinrichtung 40 gemäß einen niedrigstwertigen Bitstrom von der Strom skaliereinrichtung 20 gleichmäßig in 2N Stufen zu teilen;
2N-1 Schalter, deren eine Anschlüsse mit jeweiligen Knoten zwischen aneinander angrenzenden der 2N Widerstände verbunden sind und deren andere Anschüsse miteinander ver bunden sind, um als Reaktion auf das Schalt-Steuersignal von der Feinbit-Decodiereinrichtung 70 die durch die 2N Widerstände geteilten Spannungen selektiv auszugeben; und
einen Ausgangspuffer zum Puffern einer Ausgangsspan nung von jedem der 2N-1 Schalter und zum Ausgeben der gepufferten Spannung.
2N miteinander in Reihe geschaltete Widerstände, um die Referenzspannung von der Spannungserhöhungseinrichtung 40 gemäß einen niedrigstwertigen Bitstrom von der Strom skaliereinrichtung 20 gleichmäßig in 2N Stufen zu teilen;
2N-1 Schalter, deren eine Anschlüsse mit jeweiligen Knoten zwischen aneinander angrenzenden der 2N Widerstände verbunden sind und deren andere Anschüsse miteinander ver bunden sind, um als Reaktion auf das Schalt-Steuersignal von der Feinbit-Decodiereinrichtung 70 die durch die 2N Widerstände geteilten Spannungen selektiv auszugeben; und
einen Ausgangspuffer zum Puffern einer Ausgangsspan nung von jedem der 2N-1 Schalter und zum Ausgeben der gepufferten Spannung.
9. Digital/Analogwandler wie in Anspruch 1, in welchem
die Stromkompensationseinrichtung 60 folgendes enthält:
einen externen Widerstand und eine Stromquelle zur Stromkompensation, die zwischen einer Versorgungsspannungs quelle und einem Masseanschluß in Reihe geschaltet sind;
einen internen Widerstand und einen ersten NMOS-Tran sistor, die zwischen der Versorgungsspannungsquelle und dem Masseanschluß in Reihe geschaltet sind, wobei der NMOS- Transistor gemeinsam mit dem internen Widerstand verbundene Gate und Drain und eine mit dem Masseanschluß verbundene Source besitzt;
einen Ausgangspuffer, der einen mit einem Knoten zwi schen dem externen Widerstand und der Stromquelle verbun denen Eingangsanschluß und einen mit einem Knoten zwischen dem internen Widerstand und dem ersten NMOS-Transistor ver bundenen Ausgangsanschluß besitzt; und
einen zweiten NMOS-Transistor mit einem mit dem Gate des ersten NMOS-Transistors verbundenen Gate, einer mit dem Masseanschluß verbundenen Source und einem mit der Span nungsteilereinrichtung 50 verbundenen Drain.
einen externen Widerstand und eine Stromquelle zur Stromkompensation, die zwischen einer Versorgungsspannungs quelle und einem Masseanschluß in Reihe geschaltet sind;
einen internen Widerstand und einen ersten NMOS-Tran sistor, die zwischen der Versorgungsspannungsquelle und dem Masseanschluß in Reihe geschaltet sind, wobei der NMOS- Transistor gemeinsam mit dem internen Widerstand verbundene Gate und Drain und eine mit dem Masseanschluß verbundene Source besitzt;
einen Ausgangspuffer, der einen mit einem Knoten zwi schen dem externen Widerstand und der Stromquelle verbun denen Eingangsanschluß und einen mit einem Knoten zwischen dem internen Widerstand und dem ersten NMOS-Transistor ver bundenen Ausgangsanschluß besitzt; und
einen zweiten NMOS-Transistor mit einem mit dem Gate des ersten NMOS-Transistors verbundenen Gate, einer mit dem Masseanschluß verbundenen Source und einem mit der Span nungsteilereinrichtung 50 verbundenen Drain.
10. Digital/Analogwandler wie in Anspruch 9, in
welchem der externe Widerstand einen einstellbaren Wider
stand besitzt, um die durch die Spannungsteilereinrichtung
50 fließende Strommenge einzustellen.
11. Digital/Analogwandler wie in Anspruch 9, in
welchem der interne Widerstand denselben Widerstand wie
eine Widerstandskette der Spannungsteilereinrichtung 50
besitzt.
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Owner name: HYNIX SEMICONDUCTOR INC., ICHON, KYONGGI, KR |
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Owner name: MAGNACHIP SEMICONDUCTOR, LTD., CHEONGJU, KR |
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