DE3114110A1 - "abgleichbarer digital-analog-wandler" - Google Patents

"abgleichbarer digital-analog-wandler"

Info

Publication number
DE3114110A1
DE3114110A1 DE19813114110 DE3114110A DE3114110A1 DE 3114110 A1 DE3114110 A1 DE 3114110A1 DE 19813114110 DE19813114110 DE 19813114110 DE 3114110 A DE3114110 A DE 3114110A DE 3114110 A1 DE3114110 A1 DE 3114110A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
network
converter
parallel
resistor
msb
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19813114110
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Dr.rer.nat. 7801 Umkirch Fischer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Micronas GmbH
Original Assignee
Deutsche ITT Industries GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche ITT Industries GmbH filed Critical Deutsche ITT Industries GmbH
Priority to DE19813114110 priority Critical patent/DE3114110A1/de
Publication of DE3114110A1 publication Critical patent/DE3114110A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/10Calibration or testing
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66Digital/analogue converters
    • H03M1/74Simultaneous conversion
    • H03M1/78Simultaneous conversion using ladder network
    • H03M1/785Simultaneous conversion using ladder network using resistors, i.e. R-2R ladders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

  • Abgleichbarer Digital-Analog-Wandler
  • Bei der Herstellung von monolithisch integrierten Digital-Analog-Wandlern, im folgenden kurz mit D/A-Wandler bezeichnet, nimmt die Ausbeute an D/A-Wandlern, welche eine Wandlerkennlinie mit befriedigender Linearität und Monotonie aufweisen, von einer bestimmten Bitanzahl mit steigender Bitanzahl stark ab. Dies ist auf nicht vermeidbare Fabrikat ionsschwankungen zurückzuführen, wobei natürlich unter den möglichen Herstellungsprozessen diejenigen gewählt werden , welche die geringsten Schwankungen der Widerstandswerte der R/2R-Netzwerke ergeben.
  • Läßt man beispielsweise bei einem monolithisch integrierten R/2R-Netzwerk einen maximalen Fehler von 1/2 LSB (niedrigstwertiges Bit) zu, d. h. die Hälfte des dem niedrigstwertigen Bit zugeordneten Ausgangssignals, so ist bei gewissen unvermeidbaren Prozesstoleranzen gegenwärtig ohne Abgleich lediglich die Herstellung eines 8/Bit-D/A-Wandlers mit erträglicher Ausbeute möglich.
  • Aus "1980 KIESE International Solid-State Circuits Conference, Digest of Technical Papers" Seiten 12 und 13, ist zur Lösung des oben genannten Problems bekannt, einen D/A-Wandler mittels eines Korrekturwandlers, dessen Ausgangssignal zum Ausgangssignal des Haupt-D/A-Wandlers addiert wird, abzugleichen. Der Korrekturwandler erhält als Eingangssignal ein Korrekturwort eines mittels eines Laser-Strahls programnierbaren Pestwertspeichers.
  • Es tritt aber häufig entweder der Fall auf, daß wohl ein N-Bit-D/A-Wandler mit erträglicher Ausbeute hergestellt werden kann, nicht aber ein N+l-Bit-D/A-Wandler, oder aber die Genauigkeit der Ausgangsspannung eines solchen N-Bit-D/A-Wandlers vergrößert werden soll. In diesen Fällen bedeutet es einen unverhältnismäßig großen Aufwand, entsprechend der oben genannten Literaturstelle einen mittels eines Lasers-Strahls programmierbaren Festwertspeicher zum Abgleich bei der Produktion von integrierten D/A-Wandlern zu verwenden..
  • Die Erfindung betrifft einen abgleichbaren Digital-Analog-Wandler gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aufgabe der Erfindung ist, einen D/A-Wandler mit einem monolithisch integrierten R-2R-Netzwerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mittels einer einfachen integrierten Abgleichvorrichtung derart weiterzubilden, daß die durch Herstellungstoleranzen bedingten Fehler durch einen einfachen Abgleichvorgang vermindert werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Ausbildung gelöst.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren Fig. 1 die Schaltung des abgleichbaren R/2R-Netzwerkes eines D/A-Wandlers nach der Erfindung zeigt und deren Fig. 2 zur Erläuterung des Abgleichvorganges eines D/A-Wandlers nach der Erfindung dient.
  • Der abgleichbare D/A-Wandler nach der Erfindung enthält ein monolithisch integriertes R-2R-Netzwerk, welches entsprechend der Bitanzahl n Reihenwiderstände des Widerstandwertes R und n+l Parallelwiderstände mit dem Widerstandwert 2R aufweist, da an den einzelnen Verbindungspunkten der Reihenwiderstände jeweils ein erster Anschluß eines der Parallelwiderstände liegt. Die zweiten Anschlüsse der Parallelwiderstände 2R können, wie bei D/A-Wandlern üblich, über je einen der elektronischen Schalter S1 bis Sn an einen der beiden Ausgänge A bzw. B des Netzwerkes geschaltet werden. Die Referenzspannung Ur wird an dem Verbindungspunkt 1 des ersten Reihenwiderstandes mit dem ersten Parallelwiderstand des höchstwertigen Bits MSB angelegt. In der Fig. 1 sind ferner die Signalleitungen L1 bis Ln für die elektronischen Schalter eingezeichnet, die zu den Gateanschlüssen von Isolierschichtfeldeffekttransistoren führen, falls solche als elektronische Schalter verwendet werden.
  • Der für den abgleichbaren D/A-Wandler nach der Erfindung wesentliche Teil ist von der Linie 11 der Fig. 1 umrandet.
  • Er enthält einen weiteren Reihenwiderstand R1, der an dem Verbindungspunkt zwischen dem Reihenwiderstand R und dem Parallelwiderstand R des niedrigstwertigen Bits LSB angeschlossen ist. In Reihe zu diesem weiteren Reihenwiderstand R1 liegen in Reihe zu zwei weiteren elektronischen Schaltern Sa und Sb je ein weiterer Parallelwiderstand mit dem Widerstandswert 2R, die wahlweise an einen der Ausgänge A bzw. B des Netzwerkes gelegt werden können.
  • In die beiden Steuerleitungen 3 bzw. 4 dieser beiden elektronischen Schalter Sa bzw Sb ist je ein auftrennbares Verbindungselement 5 bzw. 6 eingefügt. Die Steuerleitungen 3 und 4 werden hinter den auftrennbaren Verbindungselementen 5 und 6 zu einer gemeinsamen Steuerleitung 3,4 zusammen- gefaßt, die mit der MSB-Steuerleitung 7 verbunden wird.
  • Dadurch wird erreicht, daß gleichzeitig mit der Ansteuerung der MSB-Steuerleitung 7 das.Korrekturnetzwerk mit den Schaltern Sa und Sb entsprechend der eingegebenen Korrektur wirksam wird. In der Fig. 1 sind die Schalter 1...
  • Sn , Sa und Sb in der Stellung für die logische "Null" gezeichnet. Die beiden Ausgänge A und B des R-2R-Netzwerkes liegen an den beiden Eingängen des Operationsvverstärkers Op, dessen Ausgang, an dem das Ausgangssignal Ja abgegriffen wird, mit dem Ausgang A des Netzwerkes über den Eichwiderstand Ro verbunden ist.
  • In der Fig. 2 ist schematisch die Ausgangsspannung Ua eines D/A-Wandlers als Funktion des eingestellten Digitalwertes n schematisch dargestellt. An der Stelle nl schaltet das MSB. Der Bitwert zu MSB darf höchstens um den Bitwert des LSB abweichen, da sonst der D/A-Wandler nicht mehr abgleichbar ist. Die Genauigkeit dieses Bitwertes sei also im ungünstigsten Fall ein LSB-Wert. In diesem Falle kann ein Versatz der Kennlinie bei nl um + ein LSB-Wert auftreten. Dieser Versatz kann mit Hilfe der Schaltung gemäß der Fig. 1 korrigiert werden.
  • In der Praxis werden dazu auf der noch unzerteilten Halbleiterplatte der Sprung bei nl gemessen und auftrennbaren Verbindungselemente 5 bzw. 6 entsprechend aufgetrennt: Bei einer Abweichung von > 1/2 LSB-Wert wird das Verbindungselement 5 aufgetrennt.
  • Liegt die Abweichung zwischen + 1/2 LSB-Wert und - 1/2 LSB-Wert, dann werden beide Verbindungselemente 5 und 6 aufgetrennt.
  • Liegt eine Abweichung von C- 1/2 LSB-Wert vor, so ist das Verbindungsselement 6 aufzutrennen.
  • Die beim abgleichbaren D/A-Wandler nach der Erfindung mögliche Korrektur ist also + 1/2 LSB-Wert, Null, -1/2 LSB-Wert.
  • Die Genauigkeit eines abgleichbaren D/A-Wandlers mit einem monolithisch integrierten R-2R-Netzwerk wird durch die Genauigkeit des MSB-Wertes begrenzt. Ist beispielsweise die relative Genauigkeit kr der Widerstände 2 8, dann die liegen die absoluten Fehler der einzelnen Stufen zwischen LSB und MSB von 2 8*LSB-Wert bis 2 I LSB-Wert für einen 8-Bit-DjA-Wandler. Würde ein neuntes Bit hinzugefügt, so betrüge der absolute Fehler bereits 1'LSB-Wert. Bei der angenommenen Herstellungsgenauigkeit ist also durch die Erfindung die Möglichkeit gegeben, einen 8-Bit-D/A-Wandler mit großer Genauigkeit zu realisieren.
  • Die Erfindung kann verwendet werden, um erstens den Fehler des neunten Bitwertes bei dem oben genannten Ausführungsbeispiel auf t 1/2 LSB-Wert einzuschränken oder zweitens den Fehler des MSB-Wertes auf + 1/4 LSB-Wert einzuschränken.
  • Der erste Fall entspricht der Möglichkeit einer Verlängerung des D/A-Wandlers über eine Erhöhung der Auflösung. Zu diesem Zwecke sind die oben genannten Abgleichvorgänge durchzuführen.
  • Der zweite Fall entspricht einer Verbesserung der Genauigkeit des MSB-Wertes. Liegt beispielsweise die gemessene Abweichung zwischen 1/2 LSB-Wert und 1/4 LSB-Wert, so ist das Verbindungselement 5 aufzutrennen. Liegt die Abweichung zwischen 1/4 LSB-Wert und - 1/4 LSB-Wert so sind beide Verbindungselemente 5 und 6 aufzutrennen, während das Verbindungselement 6 aufgetrennt werden muß, wenn eine Abweichung zwischen -1/4 LSB-Wert und -1/2 LSB-Wert liegt.
  • In der Praxis werden die D/A-Wandler mit einem monolithisch integrierten R-2R-Netzwerk nach der Erfindung auf der noch nicht zerteilten Halbleiterplatte hinsichtlich des Sprunges bei nl der Fig. 2 gemessen und die auftrennbaren Verbindungselemente 5 bzw. 6 entsprechend einem eingegebenen Programm aufgetrennt. Zu diesem Zwecke können in den Steuerleitungen 3 und 4 vor den Verbindungselementen 5 und 6 die Kontaktflecke 8 bzw. 9 enthalten sein, auf die Spitzenelektroden aufgebracht werden können. Ferner ist ein weiterer Kontaktfleck 10 in der gemeinsamen Steuerleitung 3, 4 angeordnet, cber welchen die gemeinsame Steuerleitung 3, 4 mit der MSB-Steuerleitung 7 verbunden ist. Nach Aufsetzen der Spitzenelektroden auf die Kontaktflecke 8, 9 und 10 werden durch entsprechende Stromstöße die erforderlichen Trennungen der Verbindungselemente 5 bzw. 6 durchgeführt. Aufgrund dieser Kontaktflecke 8, 9 und 10 ist es also möglich, mit einfachen Mitteln den D/A-Wandler nach der Erfindung abzugleichen.
  • Die Widerstände des monolithisch integrierten R-2R-Netzwerkes werden vorzugsweise in Form von diffundierten Widerständen realisiert, deren Dotierungen unter Verwendung von gegen Ionen wirksamen Maskierungen unter Anwendung einer Ionenimplantation in die Oberfläche der Halbleiterplatte eingebracht worden sind.

Claims (2)

  1. Patentansprüche Abgleichbarer Digital-Analog-Wandler mit einem monolithisch integrierten R-2R-Netzwerk, welches n Reihenwiderstände des Widerstandswertes R aufweist, mit deren einzelnen Verbindungspunkten jeweils ein erster Anschluß eines von n+l Parallelwiderständen des Widerstandswertes 2R kontaktiert ist, wobei die zweiten Anschlüsse der Parallelwiderstände 2R wahlweise über je einen elektronischen Schalter (S1...Sn) an einen der beiden Ausgänge (A, B) des Netzwerkes schaltbar sind und eine Referenzspannung (Ur) an dem Verbindungspunkt (1) des ersten Reihenwiderstandes mit dem ersten Parallelwiderstand des höchstwertigen Bits (MSB) angelegt ist, dadurch gekennzeichnet, - daß an dem Verbindungspunkt (2) zwischen dem Reihenwiderstand (R) und dem Parallelwiderstand (2R) des niedrigstwertigen Bits (LSB) ein weiterer Reihenwiderstand (R1) und zwei weitere Parallelwiderstände mit dem Widerstandswert 2R angeschlossen sind, die wahlweise mittels je eines von zwei weiteren elektronischen Schaltern (Sa, Sb) an einen der Ausgänge (A, B) des Netzwerkes gelegt werden können, - daß in den Steuerleitungen (3, 4) dieser beiden elektronischen Schalter (Sa, Sb) je ein auftrennbares Verbindungselement (5, 6) angeordnet ist und - daß die Steuerleitungen (3, 4) der beiden elektronischen Schalter (Sa, Sb) mit der MSB-Steuerleitung (7) verbunden sind.
  2. 2. Digital-Analog-Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Steuerleitungen (3, 4) der beiden elektronischen Schalter (Sa, Sb) Kontaktflecke (8,9) enthalten sind und die auftrennbaren Verbindungselemente (5, 6) über eine gemeinsame Steuerleitung (3, 4), in deren Verlauf ein weiterer Kontaktfleck (10) angeordnet ist, mit der MSB-Steuerleitung (7) verbunden sind.
DE19813114110 1981-04-08 1981-04-08 "abgleichbarer digital-analog-wandler" Withdrawn DE3114110A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813114110 DE3114110A1 (de) 1981-04-08 1981-04-08 "abgleichbarer digital-analog-wandler"

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813114110 DE3114110A1 (de) 1981-04-08 1981-04-08 "abgleichbarer digital-analog-wandler"

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3114110A1 true DE3114110A1 (de) 1982-11-04

Family

ID=6129633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19813114110 Withdrawn DE3114110A1 (de) 1981-04-08 1981-04-08 "abgleichbarer digital-analog-wandler"

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3114110A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4713649A (en) * 1982-12-29 1987-12-15 Fujitsu Limited Bias voltage compensated integrated circuit digital-to-analog converter
EP0414593A2 (de) * 1989-08-19 1991-02-27 Fujitsu Limited Digital-Analog-Wandler mit Widerstandsleiterschaltung

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4713649A (en) * 1982-12-29 1987-12-15 Fujitsu Limited Bias voltage compensated integrated circuit digital-to-analog converter
EP0414593A2 (de) * 1989-08-19 1991-02-27 Fujitsu Limited Digital-Analog-Wandler mit Widerstandsleiterschaltung
EP0414593A3 (en) * 1989-08-19 1993-05-12 Fujitsu Limited Digital-to-analog converter having a ladder type resistor network

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT398506B (de) Signalverarbeitungsschaltung
DE2059933C3 (de) Digital-Analog-Umsetzer
DE3634051C2 (de)
DE2605485A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung und/oder korrektur einer kenngroesse, insbesondere des auswuchtzustandes von werkstuecken
EP0939494B1 (de) Schaltungsanordnung mit Strom-Digital-Analog-Konvertern
DE2827458C3 (de) Konvergenzvorrichtung für ein Projektions-Farbfernsehsystem
DE2137567C3 (de) Elektronische Verstärkerschaltung zur Speisung einer Last mit einer Spannung, welche außergewöhnlich hohe Werte annehmen kann
DE3114110A1 (de) "abgleichbarer digital-analog-wandler"
DE2805475A1 (de) Digitalanalogwandler mit binaer- und bcd-betriebsart
DE2232544A1 (de) Schaltungsanordnung zur bestimmung der gesamtdurchflussmenge
DE2325028A1 (de) Schaltung zur speisung einer ablenkspule fuer eine kathodenstrahlroehre, insbesondere fuer die vertikalablenkung
DE2924746C2 (de)
DE3215519C2 (de)
DE3603841A1 (de) Daempfungsglied mit niedrigem rauschverhalten und hoher thermischer stabilitaet
DE60216410T2 (de) Mittelwertbildende Verstärkermatrix
DE1200881C2 (de) Regelbarer gleichstromgekoppelter Verstaerker
DE3914521C1 (de)
DE3738815C1 (en) Input circuit for a data acquisition device
DE2329898A1 (de) Fernsehempfaenger
DE3008262C2 (de) Elektronische Schaltungsanordnung
DE3700987C2 (de) Einrichtung zur Erfassung einer elektrischen Spannung zur Verarbeitung in einem Mikrorechner
DD240106A1 (de) Verfahren und schaltungsanordnung zum abgleich von analog-ein/ausgabe-baugruppen fue mikrorechner
DE2408656C3 (de) Schaltung zum Einstellen der statischen Konvergenz der Bildröhrenstrahlen einer Farbbildröhre mit drei Konvergenzspulen
DE1029879B (de) Eingangsstufe eines Gleichspannungs-verstaerkers
DE3021818C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee