提高开关线性度方法、电阻阵列电路、数模转换器和设备与流程

本发明涉及电子电路，尤其涉及一种提高开关线性度方法、电阻阵列电路、数模转换器和设备。

背景技术：

1、数模转换器(digital to analog converter)主要用于将数字信号转换为模拟信号，被广泛用于工业控制以及测试测量设备等领域。

2、高精度r2r(一种包含梯形电阻的电路架构)架构数模转换器主要由核心的r2r型电阻阵列实现数字模拟信号的转换，其中每一支路的启用与否需要通过对应开关的状态来进行切换。随着转换精度的提高，r2r电阻阵列的位数增加，开关阵列的设计要求也会随之提高。在设计转换器mos(金属氧化物半导体)管开关时，每一条支路的开关导通电阻会随着转换器位数以指数级增加，因而开关的尺寸和数量也会大大增加。在这样的普遍情况下，工艺和温度的波动可能会让开关导通电阻发生很大的偏差，从而导致r2r电阻阵列的阻值比例失衡，最终导致数模转换器整体的线性度差。

技术实现思路

1、本公开要解决的技术问题是为了克服现有技术中每一条支路的开关的尺寸和数量也会大大增加，开关导通电阻发生很大的偏差，从而导致r2r电阻阵列的阻值比例失衡，最终导致数模转换器整体的线性度差缺陷，提供一种提高开关线性度方法、电阻阵列电路、数模转换器和设备。

2、本公开是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、本公开提供一种提高开关线性度方法，所述提高开关线性度方法包括：

4、在r2r型数模转换器的电阻阵列中，在每一支路中设置一个补偿电阻，并且根据补偿电阻减小同一数据位对应支路的mos管开关的导通电阻，以通过补偿电阻保持r2r阻值比例；

5、其中，补偿电阻的阻值大于预设电阻阈值。

6、可选地，输入数据的最低位对应第零支路和第一支路，所述输入数据的每一个非最低位对应一个支路；

7、所述第零支路通过固定连接接入参考电压，所述第一支路和所述非最低位对应的支路均分别通过mos管开关接入所述参考电压，所述第一支路和所述非最低位对应的支路按照数据位次从低到高排列；

8、所述第一支路与第二支路相邻并且所述第二支路对应次低位，所述第一支路的补偿电阻是所述第二支路的补偿电阻的两倍；

9、对于所述非最低位对应的支路，每一所述支路的补偿电阻是相邻的较高位对应支路的补偿电阻的两倍；

10、所述第零支路的补偿电阻与所述第一支路的补偿电阻的差值处于预设范围内。

11、可选地，每一支路中，补偿电阻与同一支路中的其他电阻为串联关系。

12、本公开还提供一种电阻阵列电路，所述电阻阵列电路应用于r2r型数模转换器，所述电阻阵列电路包括：一个由若干单位电阻串联组成的干路以及若干支路，每一所述支路是由若干电阻串联组成的；

13、每一所述支路中的电阻包括一个补偿电阻；

14、所述支路分为第零支路、第一支路和非最低位支路；

15、所述第零支路的第一端和所述第一支路的第一端均与所述干路的第一端电连接，以所述干路的第二端作为输出电压；

16、所述第零支路的第二端接入反相参考电压，所述第一支路的第二端通过mos管开关接入所述反相参考电压和正相参考电压中的一个；

17、除了所述干路的第一端以外，所述干路中的所述单位电阻的每一端与一个所述非最低位支路的第一端电连接，所述非最低位支路的第二端通过mos管开关接入所述反相参考电压和正相参考电压中的一个；

18、其中，补偿电阻的阻值大于预设电阻阈值，补偿电阻用于减小同一数据位对应支路的所述mos管开关的导通电阻，以通过补偿电阻保持r2r阻值比例。

19、可选地，每一所述支路中的电阻还包括一个两倍电阻；

20、其中，所述两倍电阻的阻值为所述单位电阻的两倍。

21、可选地，所述第一支路和所述非最低位支路按照数据位次从低到高排列；

22、第二支路为与所述第一支路相邻的非最低位支路并且所述第二支路对应次低位，所述第一支路的补偿电阻是所述第二支路的补偿电阻的两倍；

23、对于所述非最低位对应的支路，每一所述支路的补偿电阻是相邻的较高位对应支路的补偿电阻的两倍；

24、所述第零支路的补偿电阻与所述第一支路的补偿电阻的差值处于预设范围内。

25、本公开还提供一种数模转换器，所述数模转换器包括前述的电阻阵列电路。

26、本公开还提供一种电子设备，所述电子设备包括前述的数模转换器。

27、在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本公开各较佳实例。

28、本公开的积极进步效果在于：

29、在r2r型数模转换器的电阻阵列中，增加阻值较大的补偿电阻，取代原本开关设计中一大部分的电阻值，来减小各个支路开关的设计限制，减小mos管开关的尺寸并减少mos管开关的数量，电阻的工艺和温度波动相比于大数量和大尺寸的mos管更优良更稳定，能够显著降低开关的设计难度，能够减小实际生产过程中工艺流程对转换器中开关阵列产生的影响，大幅地提高数模转换器整体的线性度。

技术特征：

1.一种提高开关线性度方法，其特征在于，所述提高开关线性度方法包括：

2.如权利要求1所述的提高开关线性度方法，其特征在于，输入数据的最低位对应第零支路和第一支路，所述输入数据的每一个非最低位对应一个支路；

3.如权利要求1所述的提高开关线性度方法，其特征在于，每一支路中，补偿电阻与同一支路中的其他电阻为串联关系。

4.一种电阻阵列电路，其特征在于，所述电阻阵列电路应用于r2r型数模转换器，所述电阻阵列电路包括：一个由若干单位电阻串联组成的干路以及若干支路，每一所述支路是由若干电阻串联组成的；

5.如权利要求4所述的电阻阵列电路，其特征在于，每一所述支路中的电阻还包括一个两倍电阻；

6.如权利要求4所述的电阻阵列电路，其特征在于，所述第一支路和所述非最低位支路按照数据位次从低到高排列；

7.一种数模转换器，其特征在于，所述数模转换器包括如权利要求4-6中任一项所述的电阻阵列电路。

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求7所述的数模转换器。

技术总结本公开提供一种提高开关线性度方法、电阻阵列电路、数模转换器和设备，提高开关线性度方法包括：在R2R型数模转换器的电阻阵列中，在每一支路中设置一个补偿电阻，并且根据补偿电阻减小同一数据位对应支路的MOS管开关的导通电阻，以通过补偿电阻保持R2R阻值比例；其中，补偿电阻的阻值大于预设电阻阈值。本公开在电阻阵列中，增加阻值较大的补偿电阻，取代原本开关设计中一大部分的电阻值，减小MOS管开关尺寸并减少MOS管开关数量，电阻的工艺和温度波动相比于大数量和大尺寸的MOS管更优良更稳定，能够显著降低开关的设计难度，能够减小实际生产过程中工艺流程对转换器中开关阵列产生的影响，大幅地提高数模转换器整体的线性度。技术研发人员：徐恩雨,晏光亮,何旦奔,张煜彬受保护的技术使用者：上海贝岭股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29