TWI281322B - Digital analog converter apparatus and digital analog converter thereof - Google Patents

Description

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三達編號：TW2323PA ' 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 ^。本發明是有關於一種數位類比轉換裝置及其數位類比轉 換器，且特別是有關於一種具較少轉換單元之數位類比轉換裝 置及其數位類比轉換器。 【先前技術】 ,清參照第1圖，其繪示係數位類比轉換裝置之架構。數位 • 類比轉換裝置100包括二位元轉溫度計碼M 110(Binary to thermometer code)' 動態元件配對單元 12〇(DynamicElemem

Matching)、數位類比轉換器13〇(Digital/anal〇g⑽徵如)及低 通濾波器140。 一位το轉溫度計碼單元11〇係接收為κ位元沙⑴之數位訊 號Di轉為Ν位元之數位訊號Dn。一般而言，ν為2的次 方。動悲元件配對單元120降低元件值誤差的影響後，輸至數 位類比轉換器13〇°數位類比轉換器130對數位訊號Dn做數位 類比轉換後，輸出訊號A〇至低通濾波器14〇。再由低通濾波器 擊140產生類比訊號a 1。 睛參照第2圖’其繪示係美國專利案號599〇819,由Ichir〇 ‘ Fujlmon所提出之直接電荷之數位類比轉換器之電路圖。數位 類比轉換器200包括轉換單元E1至m、開關sw〇1、開關 SW02、電容Ch0及運算放大器〇1。 轉換單元E1包括電容CD1、開關201至203。開關201 耦接於電容CD1與輸出端〇υτ之間。開關2〇2耦接於電容CD1 與面電位Vrf之間。開關203耦接於電容CD1與低電位Vr-之 間。轉換單元Ει包括電容cDi、開關211至213。開關2 11耦 6 :1281322

三達編號：TW2323PA '接於電容CDi與輸出端out之間。開關212耦接於電容CDi 與南電位Vr+之間。開關213耦接於電容cDi與低電位vr-之間。 轉換單元E1至Ei係受φ 1與φ 2的控制。φ 1與φ 2為互 補之訊號。以下以轉換單元Ei為例。當φ 1為致能，開關SW1 ‘通，視di之值以決定以（vr+ _ Vref)或（Vr- · Vref)對電容Ci 充電。而Φ2為致能時，則各個電容ci至Ci電荷共享（charge sharing)，而達到數位類比轉換，並以轉換後之電壓移到電容 Ch完成一階低通濾波。 | 然而，為了使數位類比轉換器130可輸出N個位準，則數 位類比轉換器130需具有N個轉換單元以配合。當要求訊號 OUT具有更精確的位準，則需使轉換單元之數目增加。且為了 配a N的粍加，一位元轉溫度計碼單元及動態元件配對單元， 也必須大幅增加其電路之設計複雜性，亦使數位類比轉換裝置 之成本及電路大小增加。 【發明内容】

有鑑於此’本發明的目的就是在提供—種數位類比轉換 器’在相同的類比電壓之精確度時，僅需較少轉換單元即可達 成。而於二位元轉溫度計碼單元及動態元件配對單元之部分， 亦可因為轉換單元數目之減少而降低複雜性與減少電路大小。 根據本發明的目的，提出一種數位類比轉換器，以轉換一 數位訊號為-類比電壓。數位類比轉換器包括一運算放大 第一濾波電容、第一開關、笛一飧、由φ t ^ σ 多個轉換單元及第 "一開關運算放大杰具有輪屮破 C Lp β掏出舳、反相輸入端及非反相輸入 非反相輸入立而係耗接至一束者雷办势 ，亏電位。弟一濾波電容之一端盥輪 出端耦接，另一端與反相輸入踹耦桩 η 伯铷八鳊耦接。苐二濾波電容之一端透 7 1281322

三達編號：TW2323PA 過第一開關與輸出端搞接，另一端與反相輸 單元包括一電容，具有一第一端及一第二端轉換 反相輸4與些轉換單元之間，上述轉換單元 奶 與輸出端之間。其中，於__^__s#ian± ^ 、弟一開關 於弟日守段時，第一開關導通，第一 開關不導通，各轉換單元根據一第一數位訊號及一第: 號之控制，使電容充電至一對應電屢，第一數位訊號係對庫數 位成5虎之極性，第二數位訊號係對應數位訊號之一位元。於一 第二時段時，第一開關不導通，第二開關導通，各電容之第二 端透過第二開關與反相輸入端搞接，各電容之第一端係耗接: 輸出端，使輸出端產生類比電壓。 為讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯H下 文特舉-較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： 【實施方式】 *請參照第11圖，其綠示係依本發明提出之數位類比轉換 裝置之方塊圖。數位類比轉換裝置115包括二位元轉溫度計碼 單元1U、動態元件配對單元112、數位類比轉換器113及低通 濾波器114。二位元轉溫度計碼單元lu係接收為κ位元（b⑴ 之數位訊號Di轉為N位元之數位訊號Dn，。動態元件配對單元 112降低元件值誤差的影響後，輸至數位類比轉換器113。數位 類比轉換器113對數位訊號Dn，做數位類比轉換後，輸出訊號 A0至低通濾波器114。再由低通濾波器丨丨4產生類比訊號A i，。 以下，將敘描多個依本發明之概念所提出之數位類比轉換 器之實施例。 第一實施例 -1281322

三達編號：TW2323PA 請參照第3圖，其!會示依照本發明一第—實施例的類比數 位轉換器之電路圖。數位類比轉換器则轉換-數位訊號Dn， 為一類比電Μ AO,。類比數位轉換器則包括第一遽波電容 Ch卜第二渡波電容Ch2、開關請卜運算放大器⑴、開關S·、 開關S W 3及轉換單元τ!至τ}。數位訊號D n，之各位元值即分 別輸入各個轉換單元’數位訊號Dn,之極性值亦輸入每換 HS 一 早兀。 運t放大态01具有一輸出端〇υτ、一反相輸入端及一非 參反相輸入端，非反相輸入端係耦接至一參考電位Vref。第一濾 波電容Chi之一端與輸出端ουτ耦接，另一端與運算放大器 οι之反相輸入端耦接。第二濾波電容Ch2i一端透過開關swi 與輸出端out _接’另—端與運算放大器⑴之反相輸入端輕 接。轉換單元T1至Ti分別包括電容C1至Ci。電容C1至ci 分別具有第一端及第二端。開關SW2耦接於運算放大器0丨之 反相輸入端與轉換單元T1至Ti間。 凊參照第4圖，其繪示係數位類比轉換器3〇〇所需之時脈 汛唬之波形圖。時脈訊號Φ1係用以控制開關SW1及開關sw3 *導通與否。時脈訊號Φ2係用以控制開關SW2、關SW11至 開關SWil導通與否。時脈訊號Φ1肖時脈訊號φ2係為互補訊 號^日才脈讯號Φ 1為致能時，例如為一高位準，係為第一時 段。當時脈訊號φ 2為致能時，例如為一高位準，係為第二時 段。而數位類比轉換器300在時脈訊號φ1及時脈訊號φ 2的控 制下，即可達成前述之第一時段及第二時段之動作。 請參照第5圖，其繪示於依本發明概念之二進位轉換數位 訊號之範例圖。第一數位訊號s即對應至數位訊號Dn，之極性。 數位訊號Dn，為正極性，第一數位訊號s為丨；數位訊號Dn， 1281322

三達編號：TW2323PA 為負極性，第-數位訊號s為G。第二數位訊號2卜a及u 即對應至數位訊號Dn，之其他位元。假設二進位值為+1二 數位訊號Z3為〇 ’第二數位訊號Z1及Z2為丨，第—數位訊號 S為1。數位訊號Dn，之絕對值為』，第一數位訊號 二 元就有j個0。 於本範例中，類比數位轉換器130所需之轉換單元僅♦' 個，卻可輸出7個位準之類比訊號。而若以第5圖之範例而若 以先前技術而言，為輸出7個位準，需要的轉換單元需為7個， 即可得知本發明之優勢。 請繼續參照第3圖，數位類比轉換器3〇〇更包括一開關 SW3，搞接於電容C1 i Ci之第二端及非反相輸人端之^開 關SW3於第一時段導通，使電容C1至ci之第二端係輕接至非 反相輸入端以接收參考電位Vref。轉換單元T1包括轉換開關 SW11 至 SW14，及電容 C1。 、 •以下以轉換單元Ti說明動作。轉換單元Ti包括轉換開關 SWil至SWi4，及電容Ci。轉換開關swil係由時脈訊號φ2 控制，耦接於輸出端〇UT至電容Ci之第一端之間。轉換開關 SWi2係由訊號（φ i*s*Zib)控制，耦接於高電位力+至電容〇 之第一端之間。轉換開關SWi3係由訊號（φ 1 *zi)控制，耦接於 參考電位Vref至電容Ci之第一端之間。轉換開關SWM係由訊 號（0 1*Sb*zib)控制，耦接於低電位Vr_至電容Ci之第一端之 間。訊號Sb係第一數位訊號s之反相訊號。訊號zib係第二數 位訊號zi之反相訊號。 當第一時段，即時脈訊號φ 1為致能。若第一數位訊號S 為非致能或致能，例如為0或丨時，第二數位訊號Zi為致能， 例如為1時。轉換開關SWi3導通，使電容Ci之一端皆為參考 .1281322 於第一時段儲存電壓為〇 即對應電壓 三達編號：TW2323PA 電位Vref，使電容Ci Vi 〇 當第一時段，即時脈訊號Φ1為致能。 為非致能，例如為〇時，篦一童“"& 4 μ ^弟一數位汛唬η為非致能，例如為〇 時。轉換開關SWi4導通，使電容ci之-端皆為低電位Vr:， 使電第：時段儲存電壓為dVref)，即對應電壓vi。 、v第寺#又即時脈讯號❿1為致能。若第一數位訊號§ 為致能’例如為1時，第二數位訊號zi為非致能，例如為❹時。

，換開關SWi2導通，使電容Ci之-端皆為高電位Vr+，使電 谷Ci於第時段儲存電壓為（Vr+ _ Vref)，即對應電壓Vi。 ;弟 亇^又時，日τ脈訊號Φ 2為致能，例如為1，使開關 SW2及轉換開目SWil導通。貝電容C1至〇之第二端皆透過 開關SW2耦接至運算放大器〇1之反相輸入端，電容〇至〇 之第一端分別透過轉換開關SW11至SWil耦接至輸出端 0UT。此時，電容C1至Ci係電荷共享（charge sharing)。假設 各個電容C1至Ci所儲存之對應電壓分別為vrl至Vri，可得 下列式子：

Cl* Vrl + ...+ci*Vri = A* (Cl + ...+Ci )； 由此’則可得類比電壓AO,之值。 當第一時段時，第一濾波電容Chi係儲存上個週期之類比 電壓A之值。但由於開關swi之導通，會使第一濾波電容Chl 與第二濾波電容Ch2電荷共享，而提供一階低通濾波。假設第 一滤波電容Chl之值係第二濾波電容Ch2之K1倍，則可得其 低通濾波操作離散時間之轉換函數為ki/ki+ku-z·1]。 當第二時段時，電容C1至Ci與第一濾波電容Chl做電荷 共享’可得其低通濾波操作離散時間之轉換函數為 11 '1281322

三達編號：TW2323PA ； 。其中K2之值如下： K2=(Cl + ."+Ci)/Chl ; 因此可得整體之轉移函數： K1K2/[(1+K1)- Ζ'1] [(1+Κ2)- Ζ*1]； 由上式可知，其做法可達二階濾波。 實施例二 請參照第6圖，其繪示係依照本發明一第二實施例的數位 φ 類比轉換器之電路圖。數位類比轉換器600與數位類比轉換器 300比較，僅各個轉換單元之架構不同。數位類比轉換器 包括轉換單元610(1)至610⑴。 轉換單元610(1)包括電容C11、電容Cl2、轉換開關 611〜616。轉換單元610⑴包括電容Cil、電容α2、轉換開關 621至626。以下將以轉換單元610⑴為例’講解作動關係。

轉換開關621係由時脈訊號φ 2控制，叙接於輸出端out 與電容Cil之第-端之間，並於第二時段導通。轉換開關622 係由訊號（Φ 1*S)控制，耦接於電容Cil之第一端與高電位Vr+ 籲之間。轉換開關623係由訊號（OPSb)控制，耦接於電容cU 之第一端與低電位Vr-之間。參考電位Vref實質上係高電位vr+ 與低電位Vr-之中間值。 電谷Ci2之第二端係與電容Cil之第二端耦接。轉換開關 624係由時脈訊號Φ2控制，耦接於輸出端〇υτ與電容。^之 第一端之間。轉換開關625係由訊號（φ 1)(cS0zi)控制， 電容Ci2之第一端與高電位Vr+之間。轉換開關係由訊號（❿ i*sb㊉Zi)控制，純於電容Ci2之第一端與低電位^之間。 訊號sb係第一數位訊號s之反相訊號。訊號 12 -1281322

三達編號：TW2323PA 毳 、 號zi之反相訊號。 於第一時段時，轉換開關622、623、625及626，於上述 訊號之控制下選擇性導通，使電容得以充電至對應電壓。於本 實施例中，電容Cil與電容Ci2之值實質上相等。而數位類比 轉換為600之動作原理，熟知此技藝者皆可由實施例一之敛述 推導得知’於此不加詳述。 第三實施例 • 清參照第7圖，其繪示係依本發明一第三實施例之數位類 比轉換器之電路圖。數位類比轉換器7〇〇與數位類比轉換器3〇〇 比車乂，僅各個轉換單元之架構不同且不需開關請3。數位類比 轉換器700包括轉換單元71〇(1)至71〇⑴。 轉換單元710(1)包括電容C71及轉換開關711至718。轉 、單元71 0(i)包括電谷C7i及轉換開關721至728。以下以轉換 單元710(i)為例敘述動作。 轉換開關721係由時脈訊號φ 2控制，耦接於輸出端〇υτ 與電容C7i之第一端之間。轉換開關722係由時脈訊號(^2控 制，耦接於開關SW2與電容C7i之第二端之間，轉換開關721 與轉換開關722於第二時段導通。 轉換開關723係由訊號（〇)l*s*zib)控制，耦接於電容C7i 之第 ^與咼電位Vr+之間。轉換開關724係由訊號（φ i*zi) 控制’輕接於電容C7i之第一端與參考電位Vref之間。轉換開 關725係由訊號（Φ l*Sb*zib)控制，耗接於電容C7i之第一端 與低電位Vr-之間。 轉換開關726係由訊號（φ 1 *Sb*zib)控制，|馬接於電容C7i 之第二端與高電位Vr+之間。轉換開關727係由訊號（φ丨*2〇 13 .1281322

三達編號：TW2323PA •控制，耦接於電容C7i之第二端與參考電位Vref之間。轉換開 關728係由訊號（Φ1*μζΠ>)控制，耦接於電容c7i之第二端與 低電位Vr-之間。 卞於第一時段時，轉換開關723至728,於上述訊號之控制 下I擇丨生V通，使電容C71得以充電至對應電壓。於本實施例 中，數位類比轉換器700之動作原理，熟知此技藝者皆可由實 施例一之敘述推導得知，於此不加詳述。 _ 第四實施例 4參照第8圖，其繪示係依本發明一第四實施例之數位類 比轉換器之電路圖。數位類比轉換器8〇〇與數位類比轉換器3〇〇 比車乂，僅各個轉換單元之架構不同且不需開關請）。數位類比 轉換器800包括轉換單元81〇(1)至81〇(〇。 W轉換單元81〇(1)包括電容C81及轉換開關821至826。轉 ，單元810(i)包括電容C8i及轉換開關822至826。以下以轉換 單元81〇(i)為例，解講動作。 I盥換開關821係由時脈訊號φ2控制，耦接於輸出端0UT ”電谷C8i之第一端之間。轉換開關822係由時脈訊號控 制輕接於開關SW2與電容⑶之第二端之間，轉換開關821 铃轉換開關822於第二時段導通。 々轉換開關823係由訊號φ 控制，耦接於電容c8i 之第一端與高電位Vr+之間。轉換開關824係由訊號（φ丨*Sb*zib) 控制，耦接於電容C8i之第一端與低電位Vr_之間。 —轉換開關825係由訊號φ i(Sb+zi)控制，耦接於電容C8i =第二端與高電位Vr+之間。轉換開關826係由訊號（(l)1*s*zib) 拴制，耦接於電容C8i之第二端與低電位Vr-之間。 14 '1281322

三達編號：TW2323PA 於此實施例中，亦可變換轉換開關823至826之控制訊 #ϋ。如轉換開關823由訊號d>i*(s*Zib)控制。轉換開關824由 訊號Φ l*(Sb + zi)控制。轉換開關825由訊號φ 控制。 轉換開關826由訊號〇l*(S+zi)控制。於可達到如前述訊號之 相同效果。 於第一時段時，轉換開關823至826，於上述訊號之控制 下選擇性導通’使電容得以充電至對應電壓。於本實施例中， 數位類比轉換器8〇〇之動作原理，熟知此技藝者皆可由實施例 _ 一之敘述推導得知，於此不加詳述。 第五實施例 請參照第9圖，其繪示係依本發明一第五實施例之數位類 比轉換器之電路圖。數位類比轉換器9〇〇與數位類比轉換器3〇〇 比較’僅各個轉換單元之架構不同且不需開關。數位類比 轉換器900包括轉換單元91〇(ι)至⑴。 轉換單元910(1)包括電容C91及轉換開關911至917。以 轉換單tl 910(i)為例。轉換單元91〇⑴包括電容C9i及轉換開關 • 921 至 927 。 轉換開關921係由時脈訊號φ2控制，耦接於輸出端〇υτ 與電奋C9i之第一端之間。轉換開關922係由時脈訊號①2控 制，耦接於開關SW2與電容C9i之第二端之間，轉換開關921 與轉換開關922於第二時段導通。 斤轉換開關923係由訊號（a)1*s*zib)控制，耦接於電容c9i 之第一端與高電位Vr+之間。轉換開關924係由訊號（φι*^*ζ^) 控制，耦接於電容C9i之第一端與低電位Vr•之間。 轉換開關925係由訊號（〇1*Sb*zib)控制，耦接於電容 15 1281322

三達編號：TW2323PA 之第二端與高電位Vr+之間。轉換開關926係由訊號⑷_灿） =，料| ^ e 9 i之第二端與低電位^ _之間。轉換開關 927係由訊號（φι*ζ〇控制，搞接於電容c9i之兩端。 下'^Γ,γ、時段時’轉換開關923至927，於上述訊號之控制 V通’使電容⑶得以充電至對應電廢。較為不同之 927蚀l時#又時’為使電容⑽儲存之電荷為零，係藉開關 927使電谷⑶之兩端麵接而無法儲存電荷。於本實施例中， 一類比轉換器900之動作原理，熟知此技藝者皆可由實施例 一之敘述推導得知，於此不加詳述。 晴參照第10圖，其緣示係依本發明提出之一較佳實施例 之全差動數位類比轉換器。類比數位轉換器390包括第一遽波 電容CM、第一渡波電容Chl，、第二遽波電容㈤、第二遽波 電容Ch2’、開關SW卜開關挪，、運算放大器〇2、開關啊、 開關SW2,、開關SW3、開關請3,、轉換單元τι至丁^ 單元ΤΓ至Ti，。 、 ☆運算放大器02係具有非反相輸出端〇υτ+、非反相輸出

端OUT-、非反相輸入端及反相輸入端。第一濾波電容⑶之一 端與非反相輸出端QUT_，另—端與運算放大器⑺之反相 輸入端減。第二濾、波電容㈤之—端透過開關SW1與非反相 輸出端0UT+麵接’另一端與運算放大器〇2之反相輸入端耦 接。轉換單元Ti至Ti分別包括電容C1至Ci。電容C1至ci 刀別具有第-端及第二端。開關SW2麵接於運算放大器⑴之 反相輸入端與轉換單元T1至Ti間。開關SW3耗接於參考電壓 Vref與轉換單元τι至Ti之間。 第濾波電谷Chi’之一端與非相輸出端〇υτ_輕接，另一 端與運算放大器02之反相輸人端輕接。第二濾、波電容ch2，之 16 -1281322

三達編號：TW2323PA 一端透過開關SW1，與反相輪ητττ & & ^ 山k @十 、入仰铷鳊out-耦接，另一端與運算放 大為02之非反相輸入端耦接。轉換單元丁丨至丁丨分別包括電 合C1至Ci。電合C1至Ci分別具有第一端及第二端。開關SW2, 耦接於運异放大器〇2之非反相輪入端與轉換單元T1，至Ή，之 間。開關SW3,耦接於參考電壓Vref與轉換單元T1，至丁丨，之間。 以下以轉換單元T1至Ti之架構與控制訊號，皆如第3圖 所示，其動作亦相同，於此不再贅述。而轉換單元T1，至Ti，中， 轉換單元T1’包括轉換開關swu，至SW14，及電容C1，。轉換單 .元丁i包括轉換開關SWil ’至SWi4’及電容Ci，。 以反相轉換單元丁丨’為例，轉換開關SWil，係由時脈訊號❿ 2控制，耦接於電容Ci，之第一端與運算放大器〇2之反相輸出 端Out-。轉換開關SWi2,係由訊號（(il*Sb*zib)控制，搞接於電 容Ci’之第一端與高電壓Vr+之間。轉換開關SWB，係由訊號（❿ 1*ζι)控制，耦接於電容ci’與參考電壓Vref之間。轉換開關 SWi4’係由訊號（φ i*s*zib)控制，耦接於電容Ci，之第一端與低 電壓Vr-之間。 於第一時段時，轉換開關SWi2,至SWi4,選擇性導通，轉 一 換開關SWil，不導通。於第二時段時，轉換開關SWil，導通，轉 換開關SWi2’至SWi4,不導通。而數位類比轉換器390之動作原 理’熟知此技藝者皆可由前述之實施例推導得知，於此不加詳 述。而全差動數位類比轉換器之變化及應用，亦可由前述之數 位類比轉換器推衍而得，於此不加詳述。 而數位類比轉換器113係可以前述各實施例之數位類比轉 換器300、600、700、800、900、390及各可以前述之實施例之 概念而得之數位類比轉換器替換，以使得數位類比轉換裝置115 之電路簡化。 17 1281322

三達編號：TW2323PA 本發明上述實施例所揭露之數位類比轉換器， 习 之數位類比轉換器為了輸出N個位準之類比電壓:二二 單元以達成，僅需(Ν，個轉換單元即可達成：=二 凡轉溫度計碼單元及動態元件配對單元之部分，亦不需於增 加位準時，增加二位元轉溫度計碼單元及動態元件配對單元: 電路複雜性而提升成本及增加電路大小。並且可達到二階遽波 之功效。 /心/ ^上所述’雖然本發明已以_較佳實施例揭露如上，然其 ❿並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之 精神和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

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三達編號·· TW2323PA 【圖式簡單說明】 第1圖繪示係數位類比轉換裝置之架構。 第2圖緣示係美國專利案號599〇819，由ichir〇Fujim〇ri 所提出之直接電荷之數位類比轉換器之電路圖。 第3圖繪不係依本發明第一實施例的類比數位轉換器之電 路圖。 第4圖繪示係數位類比轉換器3〇〇所需之時脈訊號之波形 • 第5圖繪不係依本發明概念之二進位轉換數位訊號之範例 圖 圖 第6圖繪不係依本發明一第二實施例的數位類比轉換器之 電路圖。 第7圖繪不係依本發明一第三實施例之數位類比轉換器之 電路圖。 電路圖 第8圖繪示係依本發明一第四實施例之數位類比轉換 器之 電路圖 第9圖繪不係依本發明一第五實施例之數位類比轉換器 之 第10圖繪示係依本發明提出之一較佳實施例之全差動數 位類比轉換器。 第11圖繪不係依本發明提出之數位類比轉換裝置之方塊 圖。 主要元件符號說明】 100、115 :數位類比轉換裝置 110、111 :二位元轉溫度計碼單元 19 J281322

三達編號：TW2323PA ’ 120、112 :動態元件配對單元 130 > 300、600、700、800、900、390、113 :數位類比轉 換器 140、114 :低通濾波器 E卜 Ei、610(i)、610(1)、Ί1、Ti、610(1)、610(i)、710(1)、 710(i)、810(1)、810(i)、910(1)、910(i)、ΤΓ、Ti，：轉換單元 SW01、SW02 :開關 ChO、Cll、C12、CD1、CDi :電容 書 ΟΙ、02 :運算放大器

Chi、Chi’ ：第一濾波電容 Ch2、Chi’ ：第二濾波電容 OUT :輸出端 611 、 612 、 613 、 614 、 615 、 616 、 621 、 622 、 623 、 624 、 625、 626、 711 、 712、 713、 714、 715、 716、 717、 718、 721 、 722 、 723 、 724 、 725 、 726 、 727 、 728 、 821 、 822 、 823 、 824 、 825 、 826 、 827 、 828 、 911 、 912 、 913 、 914 、 915 、 916 、 917 、 921 、 922 、 923 、 924 、 925 、 926 、 927 、 201 、 202 、 203 、 211 、 _ 212、213 :轉換開關

Cil、Ci2、C71、C7i、C81、C8i、C91、C9i :電容 SW1、SW1’、SW2、SW2,、SW3、SW3,：開關 OUT+ :非反相輸出端 OUT-:非反相輸出端 20

Claims (1)

1. .1281322 三達編號：TW2323PA ； 十、申請專利範圍·· 1 · 一種數位類比轉換器，伤Mt ^ ^係轉換一數位訊號為一類比電 壓，該數位類比轉換器包括： 一運算放大器，具有一輪出嫂、c ^ 和出、反相輸入端及一非反相 輸入端，該非反相輸入端係耦接至一參考電位·， -第-濾波電S，-端與該輸出端㈣，另—端與該反相 輸入端耦接； 一第一開關； 第一濾波電合，一端透過該第一開關與該輸出端耦接， 另一端與該反相輸入端耗接； 複數個轉換單元，包括： 電谷，具有一第一端及一第二端；以及 -第二關，純於該反相輸人端與該些轉換單元之間， 該些轉換單元並聯於該第二開關與該輸出端之間； 其中，於-第-時段時，該第一開關導通，該第二開關不 導通’各該些轉換單it根據—第—數位訊號及—第二數位訊號 ，控制，使該電容充電至-對應電壓，該第—數位訊號係對應 该數位訊號之極性’該第二數位訊號係對應該數位訊號之 元； 其中’於-第二時段時，該第一開關不導通，該第二開關 導通’各該電容之該第二端透過該第二開關與該反相輸入端麵 接’各該電容之該第-端_接至該輸出端，使該輸出端產生 該類比電壓。 ^ 2·如申5月專利辜已圍第1項所述之數位類比轉換器，其中 该數位類比轉換H更包括—第三開關，㈣於該電容之該第二 端及該非反相輸人端之間，該第三開關於該第—時段導通，使 21 J281322 三達編號：TW2323PA 4電合之4第一端係耦接至該非反相輸入端以接收該參考電 位0 3·如申請專利範圍第2項所述之數位類比轉換器， 該些轉換單元更包括·· 一 T 第一轉換開關，耦接於該輸出端與該電容之該第一端 間，於該第二時段導通，使該些轉換單元之該電容電荷共享； •-第二轉換開關，耦接於該電容之該第一端與一高電位之 間； 間；及 第三轉換開關’耦接於該電容之該第一端與一低電位之 第四轉換開關，耦接於該電容之該第一端與該參考電位 之間’及參考電位實質上為該高電位及該低電位之中間值； 其中’於該第_時段，於該第一數位訊號及 號之控制下’該第二轉換開關、兮笛一絲你叫q 8fl 開關擇一導通；、開關㈣二轉換開關及該第四轉換 d其中，於該第二時段，於該第一數位訊號及該第二數位訊 號之控制下’該第二轉換開關、該第三轉換開關及該第四轉換 開關不導通，該第一轉換開關導通。 、 4·如申明專利圍第2項所述之數位類比轉換器，其中 該些轉換單元更包括： 〃 第轉換開關，輕接於該輸出端與該電容之該第-端之 間並於該第二時段導通； 示舾之 -第-轉換開關’耦接於該電容之該第一端與一高電 間； 門，兮H轉換開關，㈣於該電容之該第—端與—低電位之 曰以多。、位係該高電位與該低電位之中間值； 22 ^281322 、 二達編號：TW2323PA 一第二電容，具一第一端及一第二端，該第二電容之該第 二端係與該第一電容之該第二端耦接； 一第四轉換開關，耦接於該輸出端與該第二電容之該第一 端之間； 一第五轉換開關，耦接於該第二電容之該第一端與該高電 位之間；及 一第六轉換開關，耦接於該第二電容之該第一端與該低電 位之間； • 其中，該第一時段時，該轉換單元於該第一數位訊號及該 第一數位訊號之控制下，使該第二轉換開關、該第三轉換開關、 該第五轉換開關、該第六轉換開關選擇性導通； 其中，該第二時段時，於該第一數位訊號及該第二數位訊 5虎之控制下’该第-轉換開關及該第四轉換開關導通，該第二 轉換開關、該第二轉換開關、該第五轉換開關及該第六轉換開 關不導通。 5·如申请專利範圍第丨項所述之數位類比轉換器，其中 該些轉換單元更包括： 春一第一轉換開關，耦接於該輸出端與該電容之一第一端之 間； 一第二轉換開關，耦接於該反相輸入端與該第二開關之 間’該第-轉換開關與該第二轉換開關於該第二時段導通； 一第二轉換開關，耦接於該電容之該第一端與一高電位之 間； 一第四轉換開關，耦接於該電容之該第一端與一低電位之 間； 一第五轉換開關，耦接於該電容之該第二端與該高電位之 23 1281322 〜遷镧號·· TW2323PA Μ ’·及 間； 第六轉換開關，|馬接於該 第二端與該低電位 之 關、嗲第五又時’該第三轉換開關、該第四轉換開 該第該第六轉換開關，於該第-數位訊號及 ，應電壓。 訂4擇性…使该電容得以充電至該 讀些轉換竭5項所述之數位類比轉換器’其中 -第七轉換開關，係耦接於該電容之該 之間’於該第一時段時選擇性導通，使該：二亥弟4 應電壓。 守I 1文Μ谷侍以充電至該對 兮轉^如中料㈣圍第5項所収數㈣貞轉換器，其中 4轉換皁元更包括·· /、γ 之間;一第七轉換開關，搞接於該電容之該第—端與該參考電位 一第八轉換開關，耦接於該電容之該 之間’於第一時段’該第三轉換開關、該第四轉換:關、二立 五轉換開關、該第六轉換開關、該第七轉換開關盘該第八二 開關於該第-數位訊號及該第二數位訊號之控制下選擇=、 通’使该電容得以充電至該對應電壓。 8· 一種全差動數位類比轉換器，包括·· -運算放大器’具有一反相輸出端 反相輸入端及一非反相輸入端； 相徇出鸲、一 一第一濾波電容，一端與該非反相輸出端 該反相輸入端耦接； 、與 24 1281322 三達編號：TW2323PA 一第一開關； -第二渡波電容’-端透過該第—開關與該非反相輸出端 耦接’另一端與該反相輸入端轉接； 複數個轉換單元，包括： 一電容，具有一第一端及一第二端； 一第二開關’搞接於該反相輸人端與該些轉換單元之間， 該些轉換單元並聯於該第二開關與該輸出端之間； 一第三渡波電容，-端與該反相輸出端耗接，另—端與該 非反相輸入端耦接； t 一第三開關； 一第四渡波電容，-端透過該第三„與減相輸出端耗 接，另一端與該反相輸入端耗接；以及 複數個反相轉換單元，包括： 一反相電容，具有一第一端及一第二端； 一第四開關，耦接於該非反相輸入端與該些轉換單元之 間，忒些轉換單元並聯於該第二開關與該反相輸出端之間； _ 中，於一第—時段時，該第一Μ及該第三開關導通， 該第二開關及該第四開關不導通，各該些轉換單元及各該些反 相轉換單元根據-第一數位訊號及一第二數位訊號之控制，使 各該電容及各反相電容充電至一對應電Μ，該第一數位訊號係 對應該數位訊號之極性，該第二數位訊號係對應該數位訊號之 一位元； ~ -、中，於一第二時段時，該第一開關及該第三開關不導 通，邊第二開關及該第四開關導通，各該電容之該第二端透過 该第二開關與該反相輸入端耦接，各該電容之該第一端係耦接 至忒非反相輸出端，各該反相電容之該第二端透過該第四開關 25 .1281322 三達編號：TW2323PA 一第一轉換開關，耦接於該反相輸出端與該反相電容之該 第一端之間，於該第二時段導通； 一第二轉換開關，耦接於該電容之該第一端與一高電位之 間； 一第三轉換開關，耦接於該電容之該第一端與一低電位之 間；及 一第四轉換開關，耦接於該電容之該第一端與該參考電位 之間，該參考電位實質上為該高電位及該低電位之中間值； • Μ，於該第—時段，於該第—數位訊號及該第二數位訊 號之控制下，該第二轉換開關、該第三轉換開關㈣第四轉換 開關擇一導通； 、 其中，於該第二時段，於該第一數位訊號及該第二數位訊 號之控制下，該第二轉換開關、該第三轉換開關及該第四轉換 開關不導通，該第一轉換開關導通。 12· —種數位類比轉換裝置，包括： -二位元轉溫度計碼單元’接收一第一數位訊號轉為一第 二數位訊號；

   一動態元件配對單元， 影響後輸出該第三數位訊號 降低元件值對於該第二數位訊號的 接收忒第二數位訊號，該數位類比轉 一數位類比轉換器 換器包括： 韭/5相於入轳 〇八W 一锎出端、一反相輸入峒汉 非反相輸人4，該非反相輸人端係純至—參考電位； -第-濾波電容，一端與該輪 另 該反相輸入端耦接； 设另鈿興 一第一開關： 27 1281322 Ξ達編號：TW2323PA -第二濾波電容，一端透過該第一開關與該輸出端 輕接，另一端與該反相輸入端耦接； 複數個轉換單元，包括： 一電容，具有一第一端及一第二端；及 一第一開關，耦接於該反相輸入端與該些轉換單元 之間，該些轉換單元並聯於該第二開關與該輸出端之間；以及 一低通濾波器； 、、其中，於一第一時段時，該第一開關導通，該第二開關不 馨導通，各該些轉換單元根據一第四數位訊號及一第五數位訊號 之控制，使該電容充電至一對應電壓，該第四數位訊號係對應 ，數位訊號之極性，該第五數位訊號係對應該第三數位訊 唬之一位元； 道、其中，於一第二時段時，該第-開關不導通，該第二開關 通’各《容之該第二端透過該第二開關與該反相輸入端搞 各口亥^合之^玄第一端係輕接至該輸出端，使該輸出端產生 该類比電壓。 3·如申吻專利聋巳圍帛12項所述之數位類比轉換裝置， 哲 锊吳态更包括一第二開關，耦接於該電容之該 =一端及該非反相輸入端之間’該第三開關於該第一時段導 Ϊ電^電容之該第二端係㈣至該非反相輸人端以接收該參 ± 1專利範圍第13項所述之數位類比轉換襄置， 其中該些轉換單元更包括： 将換展置 -第-轉換„ ’㈣於該輸出端與該電容 間，於該第二時段導通； 昂鳊之 之 第二轉換開關，搞接於該電容之該第-端與-高電位 28 1281322 三達編號：TW2323PA 一第三轉換開關，耦接於該電容之該第一端與一低 間；及 - ^ '第四轉換開關，叙接於該電容之該第—端與該參考電位 之間4參考電位實質上為該高電位及該低電位之中間值； 其中’於该第一時段，於該第一數位訊號及該第二數位气 號之控制下，該第二轉換開關、該第三轉換開關及 換 開關擇一導通； 评狭 u其中，於該第二時段，於該第一數位訊號及該第二數位訊 號之控制下，該第二轉換開關、該第三轉換開關及該第四轉換 開關不導通，該第一轉換開關導通。 、 ⑹巾％專利耗圍帛13項所述之數位類比轉換裝置， 其中該些轉換單元更包括： 、第一轉換開關，耦接於該輸出端與該電容之該第一端 間並於該第二時段導通； 間； 第二轉換開關’耦接於該電容之該第一端與一高電位之 間，；轉換開關’接於該電容之該第-端與-低電位之 μ多考電位係該高電位與該低電位之中間值； 山第一電谷，具一第一端及一第二端，該第二電容之該第 一碥係與該第—電容之該第二端耦接； 端之^第四轉換開關’_於該輸出端與該第二電容之該第一 位之^第Γ轉換開關’㈣於該第二電容之該第—端與該高電 -第六轉換開關，耦接於該第二電容之該第一端與該低電 29 :1281322 三達編號：TW2323PA " 位之間； 其中，該第一時段時，該轉換單元於該第一數位訊號及該 第二數位訊號之控制下，使該第二轉換開關、該第三轉換開關、 該第五轉換開關、該第六轉換開關選擇性導通； 其中，該第二時段時，於該第一數位訊號及該第二數位訊 號之控制下，該第一轉換開關及該第四轉換開關導通，該第二 轉換開關、該第三轉換開關、該第五轉換開關及該第六轉換開 關不導通。

   間； 16·如申明專利範圍第12項所述之數位類比轉換裝置， 其中該些轉換單元更包括： ' 一第一轉換開關，耦接於該輸出端與該電容之一第一端之 間； -弟二轉換開關^接於該反相輸人端與該第二開關之 間，該第-轉換開關與該第二轉換開關於該第二時段導通； •-第三轉換開關，耦接於該電容之該第一端與一高電位之 第四轉換開關’㈣於該電容之該第_端與—低電位之 間，·及 第五轉換開關，輕接於該電容之該第二端與該高電位之 第六轉換開關，耦接於該電容之兮一山 間； μ弟一鳊與該低電位之 其中，於該第一時段時’該第三轉換開 關、该弟五轉換開關及該第六轉換開關，」四轉換開 該第二數位訊號之控制下選擇性導通，使位机號及 對應電壓。 μ電谷得以充電至該 1281322 三達編號：TW2323PA 17·如申請專利範圍第16項所述之數位類比轉換裝置， 其中該些轉換單元更包括： '又 -第七轉換開關，係耗接於該電容之該第一端與該 之間，於該第-時段時選擇性導通，使該電 應電壓。 凡电主5亥對 …二如申請專利範圍第16項所述之數位類比轉換穿置， 其中該轉換單元更包括·· 得換凌置， 之間;一第七轉換開關’耗接於該電容之該第-端與該參考電位 第八轉換開關，耦接於該電容之該第二 之間，於第一時段，該第三轉換開關、- ^〜考電位 五轉換開關、該第六轉換開關、該第七轉開關、該第 開關於該第-數位訊號及該第二數位訊心，該第八轉換 通，使該電容得以充電至該對應電壓。控制下選擇性導

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