一种数模转换器及电子设备的制作方法

本技术涉及集成电路，尤其涉及一种数模转换器及电子设备。

背景技术：

1、数字-模拟转换器(digital-to-analog converter，dac)是一种可以将数字信号转换为模拟信号的器件，在计算机、通信、音视频处理和测控系统等领域被广泛应用。

2、传统dac为单极性结构，可以将dac的中间输出状态设定为零电平位置，通过信号偏移实现双极性输出。例如3位dac，将中间输出状态设定位零电平位置，则原有状态下1～3为负端输出，5～7为正端输出，存在1位有效状态被舍弃。

3、对于n位dac，双极性输出最多有2n-1种状态，实现17种输出状态需要5位dac，5位dac有25-1＝31种输出状态，接近一半的输出状态被舍弃，造成了资源浪费。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种数模转换器及电子设备，可以避免通过信号偏移实现双极性输出造成资源浪费的问题。

2、第一方面，本技术实施例公开了一种数模转换器，包括：电流镜模块、电流源阵列模块、逻辑控制模块和输出模块；

3、所述电流镜模块与所述输出模块电连接；所述电流镜模块用于对参考电流进行镜像放大，得到第一镜像电流；

4、所述电流源阵列模块与所述电流镜模块和所述输出模块分别电连接；其中，所述电流源阵列模块的总需求电流值不小于目标电流值，所述目标电流值是所述第一镜像电流的电流值的两倍；

5、所述逻辑控制模块与所述电流源阵列模块电连接；所述逻辑控制模块用于根据数字信号生成阵列控制信号，并将所述阵列控制信号发送给所述电流源阵列模块；其中，所述阵列控制信号用于控制所述电流源阵列模块的实际需求电流；

6、所述输出模块用于根据所述第一镜像电流和所述实际需求电流输出模拟信号。

7、可选地，所述电流源阵列模块包括正向输出单元和负向输出单元；

8、所述正向输出单元与所述电流镜模块和所述输出模块分别电连接；所述正向输出单元的控制端与所述逻辑控制模块电连接；其中，所述正向输出单元的总需求电流值等于所述第一镜像电流的电流值；

9、所述负向输出单元与所述电流镜模块和所述输出模块分别电连接；所述负向输出单元的控制端与所述逻辑控制模块电连接；其中，所述负向输出单元的总需求电流值等于所述第一镜像电流的电流值。

10、可选地，所述数模转换器是n+1位二进制数模转换器；

11、所述正向输出单元包括1个第一电流源子单元和n个第二电流源子单元；所述负向输出单元包括1个所述第一电流源子单元和n个所述第二电流源子单元；

12、所述第一电流源子单元与所述电流镜模块和所述输出模块分别电连接；所述第一电流源子单元的控制端与所述逻辑控制模块电连接；所述第二电流源子单元与所述电流镜模块和所述输出模块分别电连接；所述第二电流源子单元的控制端与所述逻辑控制模块电连接；

13、所述第一电流源子单元包括1个单位电流源；第i个所述第二电流源子单元包括2i-1个所述单位电流源；其中，所述2i-1个所述单位电流源相互并联，n是大于0的正整数，i是大于0小于等于的正整数。

14、可选地，所述逻辑控制模块包括数字信号接收端、逻辑处理单元(1032)和控制信号生成单元；

15、所述逻辑处理单元的输入端与所述数字信号接收端电连接，所述逻辑处理单元的输出端与控制信号生成单元的输入端电连接；所述逻辑处理单元用于根据所述数字信号生成逻辑控制信号，并将所述逻辑控制信号发送给所述控制信号生成单元；

16、所述控制信号生成单元的输出端与所述电流源阵列模块电连接；所述控制信号生成单元用于根据所述逻辑控制信号生成所述阵列控制信号，并将所述阵列控制信号发送给所述电流源阵列模块。

17、可选地，所述逻辑处理单元包括第一逻辑门组件和第二逻辑门组件；

18、所述第一逻辑门组件的输入端与所述数字信号接收端电连接，所述第一逻辑门组件的输出端与所述控制信号生成单元的输入端电连接；所述第一逻辑门组件用于根据所述数字信号生成第一控制子信号；其中，所述第一控制子信号用于供所述控制信号生成单元生成所述电流源阵列模块的正向输出单元对应的阵列控制信号；

19、所述第二逻辑门组件的输入端与所述数字信号接收端电连接，所述第二逻辑门组件的输出端与所述控制信号生成单元的输入端电连接；所述第二逻辑门组件用于根据所述数字信号生成第二控制子信号；其中，所述第二控制子信号用于供所述控制信号生成单元生成所述电流源阵列模块的负向输出单元对应的阵列控制信号；所述逻辑控制信号包括所述第一控制子信号和所述第二控制子信号。

20、可选地，所述逻辑控制模块还包括时钟信号端；所述控制信号生成单元包括时钟处理组件和信号生成组件；

21、所述时钟处理组件的输入端与所述时钟信号端和所述逻辑处理单元的输出端分别电连接；所述时钟处理组件用于根据所述时钟信号端输入的时钟信号对所述逻辑控制信号进行时钟对齐；

22、所述信号生成组件的输入端与所述时钟处理组件的输出端电连接，所述信号生成组件的输出端与所述电流源阵列模块电连接；所述信号生成组件用于根据时钟对齐后的所述逻辑控制信号生成所述阵列控制信号。

23、可选地，所述电流镜模块包括第一电流镜单元和第二电流镜单元；

24、所述第一电流镜单元与所述第二电流镜单元电连接；所述第一电流镜单元用于对所述参考电流进行镜像复制，得到第二镜像电流，并将所述第二镜像电流发送给所述第二电流镜单元；

25、所述第二电流镜单元与所述电流源阵列模块和所述输出模块分别电连接；所述第二电流镜单元用于对所述第二镜像电流进行镜像放大，得到所述第一镜像电流。

26、可选地，第一电流镜单元包括偏置电压子单元和电流镜子单元；所述电流镜子单元是共源共栅电流镜；

27、所述偏置电压子单元与所述电流镜子单元电连接；所述偏置电压子单元用于根据所述参考电流产生偏置电压，并将所述参考电流和所述偏置电压发送给所述电流镜子单元；

28、所述电流镜子单元与所述第二电流镜单元电连接；所述电流镜子单元用于根据所述偏置电压对所述参考电流进行镜像复制，得到所述第二镜像电流。

29、可选地，所述偏置电压子单元包括电阻组件和开关组件；

30、所述电阻组件的第一端与所述电流镜子单元的控制端电连接，所述电阻组件的第二端与所述开关组件的第一端以及所述电流镜子单元的输入端分别电连接；

31、所述开关组件的第二端与所述电流镜子单元的控制端电连接；所述开关组件用于响应于第一使能信号，导通所述电阻组件的第二端和所述电流镜子单元的控制端。

32、可选地，所述第二电流镜单元包括第一晶体管子单元和第二晶体管子单元；

33、所述第一晶体管子单元的第一极与所述第二晶体管子单元的第一极电连接；所述第一晶体管子单元的控制极与所述第二晶体管子单元的控制极电连接；所述第一晶体管子单元的第二极与所述第一电流镜单元电连接；所述第一晶体管子单元用于接收所述第二镜像电流；

34、所述第二晶体管子单元的第二极与所述电流源阵列模块和所述输出模块分别电连接；所述第二晶体管子单元用于根据镜像放大比例对所述第二镜像电流镜像放大后得到所述第一镜像电流；其中，所述镜像放大比例根据所述第一晶体管子单元与所述第二晶体管子单元的晶体管尺寸比例确定。

35、第二方面，本技术实施例公开了一种电子设备，所述电子设备包括如第一方面所述的数模转换器。

36、本技术实施例提供的数模转换器及电子设备具有以下优点：

37、由于电流源阵列模块的总需求电流不小于第一镜像电流的电流值的两倍，因此，当电流镜模块向电流源阵列模块提供的第一镜像电流不足以支撑电流源阵列模块的需求，缺少的电流需要由数模转换器外部提供。当电流镜模块向电流源阵列模块提供的第一镜像电流可以满足电流源阵列模块的需求，则无需由数模转换器外部提供电流，第一镜像电流可以通过输出模块输出。若将输出模块输出电流的方向设定为正，并将输出模块向内输入电流的方向设定为负，因此，该数模转换器无需通过信号平移即可实现双极性输出，可以避免现有的传统dac通过信号偏移实现双极性输出造成资源浪费的问题。