数模转换电路及芯片、电子设备的制作方法

allin2026-01-03  31


本技术属于电子电路,尤其涉及一种数模转换电路及芯片、电子设备。


背景技术:

1、数模转换器用于将数字信号转换为模拟信号(例如电流和电压),一颗光通信芯片通常会集成多路电流型数模转换器(i digital-analog converter,idac)或电压型模数转换器(v digital-analog converter)。

2、idac和vdac的实现方法有多种,idac的通用架构包含一个高精度的电流源和输出驱动电路,vdac的通用架构包含一个高精度的电压源和输出驱动电路。其中,高精度的电流源可以通过高精度电压源和电压转电流模块来实现,高精度电压源一般通过n比特精度的电阻阵列(用于提供n比特精度的电压或电流)来实现,电压转电流模块一般通过运放来实现,为了获得更高的精度,n比特精度的电阻阵列的面积远大于电压转电流模块。idac和vdac的输出级通常需要提供足够大的驱动能力(约100ma级别),因此输出级的驱动管尺寸很大。

3、故相关的数模转换电路没有复用电路模块,故版图面积大。


技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种数模转换电路及芯片、电子设备,旨在解决相关的数模转换电路版图面积大的问题。

2、本技术实施例提供了一种数模转换电路,包括:

3、解码电路,配置为在电流模式下,基于编码信号和参考电流输出第一电压,并在电压模式下,基于所述编码信号和参考电压输出第二电压;

4、电压转换电路,与所述解码电路连接,配置为在电流模式下,将所述第一电压转换为第三电压,并在电压模式下停止工作;

5、电压电流转换电路,与所述解码电路和所述电压转换电路连接,配置为在电流模式下,将所述第三电压转换为输出电流,并在电压模式下,将所述第二电压转换为输出电压;

6、其中,所述第一电压与所述参考电流成正比,所述第二电压与所述参考电压成正比,所述第一电压和所述第二电压均与所述编码信号的码值成正比,所述输出电流与所述第一电压成正比,所述输出电压与所述第二电压成正比。

7、在其中一个实施例中,所述解码电路包括第一开关、第二开关和第一可调电阻组件;

8、所述第一可调电阻组件的第一端和所述第一可调电阻组件的第二端之间为第一预设电阻,所述第一可调电阻组件的第三端用于输出所述第一电压或所述第二电压,所述第一可调电阻组件用于根据所述编码信号对加载在所述第一预设电阻上的所述参考电压进行分压以输出所述第一电压,并通过所述参考电流流经所述第一预设电阻生成基准电压,且根据所述编码信号对所述基准电压进行分压以输出所述第二电压;

9、所述第一开关的第一端构成所述解码电路的参考电流输入端,以接入所述参考电流;

10、所述第二开关的第一端构成所述解码电路的参考电压输入端,以接入所述参考电压;

11、所述第一开关的第一端与所述第二开关s2的第一端以及所述第一可调电阻组件的第一端连接,

12、所述第一可调电阻组件的第二端与电源地连接;

13、所述第一可调电阻组件的第三端构成所述解码电路的第一电压输出端和所述解码电路的第二电压输出端,与所述转换电路连接,以输出所述第一电压或所述第二电压。

14、在其中一个实施例中,在电压模式下,所述第一开关断开,且所述第二开关闭合;

15、在电流模式下,所述第一开关闭合,且所述第二开关断开。

16、在其中一个实施例中,所述电压转换电路包括第一运算放大器、第一场效应管、可调电阻、第一电阻以及第四开关;

17、所述第四开关的第一端构成所述电压转换电路的第一电压输入端,与所述解码电路连接,以接入所述第一电压;

18、所述第四开关的第二端与所述第一运算放大器的正相输入端连接,所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一场效应管的源极和所述可调电阻的第一端连接,所述第一运算放大器的输出端与所述第一场效应管的栅极连接;

19、所述第一场效应管的漏极与所述第一电阻的第二端连接并构成所述电压转换电路的第三电压输出端,与所述电压电流转换电路连接,以输出所述第三电压;

20、所述第一电阻的第一端与第一电源连接,所述可调电阻的第二端与电源地连接。

21、在其中一个实施例中,在电流模式下,所述第四开关闭合;在电压模式下,所述第四开关断开。

22、在其中一个实施例中,

23、所述电压电流转换电路包括第二可调电阻组件、第二运算放大器、第二场效应管、第二电阻、第三开关、第五开关、第六开关、第七开关以及第八开关;

24、所述第二可调电阻组件的第一端和所述第二可调电阻组件的第二端之间为第二预设电阻,所述第二可调电阻组件的第三端和所述第二可调电阻组件的第二端之间为可变电阻,其中,所述可变电阻根据输入的切换信号调节;

25、所述第三开关的第一端构成所述电压电流转换电路的第二电压输入端,与所述解码电路和所述电压转换电路连接,以接入所述第二电压;

26、所述第五开关的第一端构成所述电压电流转换电路的第三电压输入端,与所述电压转换电路连接,以接入所述第三电压;

27、所述第三开关的第二端与所述第五开关的第二端和所述第二运算放大器的正相输入端连接,所述第二运算放大器的反相输入端与所述第六开关的第一端和所述第七开关的第一端连接,所述第六开关的第二端与所述第二电阻的第二端和所述第二场效应管的源极连接,所述第二运算放大器的输出端与所述第二场效应管的栅极连接,所述第七开关的第二端与所述第二可调电阻组件的第三端连接,所述第二可调电阻组件的第二端与所述第八开关的第一端连接;

28、所述第二可调电阻组件的第一端和所述第二场效应管的漏极连接并共同构成所述转换电路的输出电压输出端和所述转换电路的输出电流输出端,以输出所述输出电压或所述输出电流;

29、所述第二电阻的第一端与第一电源连接;所述第八开关的第二端与电源地连接。

30、在其中一个实施例中,在电压模式下,所述第三开关、所述第七开关和所述第八开关闭合,所述第五开关和所述第六开关断开;在电流模式下,所述第三开关、所述第七开关和所述第八开关断开,所述第五开关和所述第六开关闭合。

31、在其中一个实施例中,所述第二可调电阻组件包括n个第九开关和n个第三电阻;

32、第1个所述第九开关的第一端和第1个所述第三电阻的第一端连接并共同构成所述第二可调电阻组件的第一端;第1个所述第三电阻的第二端与第2个所述第九开关的第一端和第2个所述第三电阻的第一端连接;第i个所述第三电阻的第二端与第i+1个所述第九开关的第一端和第i+1个所述第三电阻的第一端连接,第n个所述第三电阻的第二端构成所述第二可调电阻组件的第二端;n个所述第九开关的第二端连接并共同构成所述第二可调电阻组件的第三端;n个所述第九开关的控制端共同构成所述第二可调电阻组件的切换信号输入端,以接入所述切换信号;

33、其中,n为大于等于2的正整数,i为大于等于2且小于n的整数。

34、本发明实施例还提供一种芯片,所述芯片包括上述的数模转换电路。

35、本发明实施例还提供一种电子设备,所述电子设备包括上述的数模转换电路。

36、本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是:由于第一电压与参考电流成正比,第二电压与参考电压成正比,第一电压和所述第二电压均与编码信号的码值成正比,输出电流与第一电压成正比,输出电压与第二电压成正比,故输出电流与参考电流和编码信号的码值均成正比,输出电压与参考电压和编码信号的码值均成正比,从而实现了兼容idac和vdac的数模转换电路,并复用了电压电流转换电路和解码电路,减小了版图面积。


技术特征:

1.一种数模转换电路,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的数模转换电路,其特征在于,所述解码电路包括第一开关、第二开关和第一可调电阻组件;

3.如权利要求2所述的数模转换电路,其特征在于,在电压模式下,所述第一开关断开,且所述第二开关闭合;在电流模式下,所述第一开关闭合,且所述第二开关断开。

4.如权利要求1所述的数模转换电路,其特征在于,所述电压转换电路包括第一运算放大器、第一场效应管、可调电阻、第一电阻以及第四开关;

5.如权利要求4所述的数模转换电路,其特征在于,在电流模式下,所述第四开关闭合;在电压模式下,所述第四开关断开。

6.如权利要求1所述的数模转换电路,其特征在于,所述电压电流转换电路包括第二可调电阻组件、第二运算放大器、第二场效应管、第二电阻、第三开关、第五开关、第六开关、第七开关以及第八开关;

7.如权利要求6所述的数模转换电路,其特征在于,在电压模式下,所述第三开关、所述第七开关和所述第八开关闭合,所述第五开关和所述第六开关断开;在电流模式下,所述第三开关、所述第七开关和所述第八开关断开,所述第五开关和所述第六开关闭合。

8.如权利要求6所述的数模转换电路,其特征在于,所述第二可调电阻组件包括n个第九开关和n个第三电阻;

9.一种芯片,其特征在于,所述芯片包括如权利要求1至8任意一项所述的数模转换电路。

10.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括如权利要求1至8任意一项所述的数模转换电路。


技术总结
一种数模转换电路及芯片、电子设备,属于电子电路技术领域,通过解码电路在电流模式下,基于编码信号和参考电流输出第一电压,并在电压模式下,基于编码信号和参考电压输出第二电压;电压转换电路在电流模式下,将第一电压转换为第三电压,并在电压模式下停止工作;电压电流转换电路在电流模式下,将第三电压转换为输出电流,在电压模式下,将第二电压转换为输出电压;其中,第一电压与参考电流成正比,第二电压与参考电压成正比,第一电压和第二电压均与编码信号的码值成正比,输出电流与第一电压成正比,输出电压与第二电压成正比;从而复用了电压电流转换电路和解码电路,减小了版图面积。

技术研发人员:高红玉,杨国顺,郑耿
受保护的技术使用者:深圳精控集成半导体有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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