專利名稱：N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)換裝置，特別是涉及一種N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
如圖I 所示，現(xiàn)有文獻(xiàn)“C.-H. Lin and K. Bult，‘A 10_b，500-MSample/s CMOS DACin 0. 6mm2，IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 33, no. 12, pp. 1948-1958, Dec. 1998” 提
出了一種現(xiàn)有的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，適用于接收一呈二進(jìn)制的N位數(shù)字信號(hào)D [k]和一時(shí)鐘信號(hào)CK，并于時(shí)鐘信號(hào)CK的每一周期內(nèi)輸出一相關(guān)于該數(shù)字信號(hào)D[k]的模擬電壓 vo,且該N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置包括一解碼器I及一轉(zhuǎn)換模塊2。當(dāng)N位分段模式為全等權(quán)重時(shí)，解碼器I接收該數(shù)字信號(hào)D [k]，并將該數(shù)字信號(hào)D[k]轉(zhuǎn)換成一呈2N位的溫度計(jì)碼(Thermometer code)T。轉(zhuǎn)換模塊2包括2n個(gè)轉(zhuǎn)換器21及一負(fù)載22。2n個(gè)轉(zhuǎn)換器21接收該時(shí)鐘信號(hào)CK，并分別電連接于該解碼器I以分別接收該溫度計(jì)碼T的2n位，且每一轉(zhuǎn)換器21根據(jù)所對(duì)應(yīng)的位處于邏輯I或邏輯0，而進(jìn)行轉(zhuǎn)換以輸出一正相位或負(fù)相位的電流，每一轉(zhuǎn)換器21包括一栓鎖電路L、一電流源I、一第一開(kāi)關(guān)SI及一第二開(kāi)關(guān)S2。栓鎖電路L、電流源I、第一開(kāi)關(guān)SI、第二開(kāi)關(guān)S2間的詳細(xì)操作可參閱該現(xiàn)有文獻(xiàn)的說(shuō)明，所以不再重述。負(fù)載22電連接于所述轉(zhuǎn)換器21以接收所述電流，并將該2N電流進(jìn)行加總轉(zhuǎn)換以輸出該模擬電壓vo。負(fù)載22包括二個(gè)電阻。圖2所示為現(xiàn)有的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置的時(shí)序圖，參數(shù)D[l]至D[4]分別為數(shù)字信號(hào)D[k]在不同時(shí)間的值，且該模擬電壓vo隨著所述數(shù)字信號(hào)D[k]而進(jìn)行變化。第一開(kāi)關(guān)SI、第二開(kāi)關(guān)S2切換的非理想效應(yīng)影響將于模擬電壓vo產(chǎn)生一突波，該突波將導(dǎo)致無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍(Spurious free dynamic ranage, SFDR)降低，且當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)SI、第二開(kāi)關(guān)S2切換的頻率越高，無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍將隨著越低。圖3所示為現(xiàn)有的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置的實(shí)驗(yàn)測(cè)量圖，數(shù)字信號(hào)D[k]的輸入頻率為731MHZ、時(shí)鐘信號(hào)CK的取樣速度為I. 6GS/s，可看出現(xiàn)有的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置具有以下缺點(diǎn)因?yàn)榈谝婚_(kāi)關(guān)SI、第二開(kāi)關(guān)S2切換所產(chǎn)生的非理想效應(yīng)影響導(dǎo)致第三諧波(3rd harmonic)增加,而將無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍拉低至43dB。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種增加無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置。本發(fā)明N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，適用于接收一呈二進(jìn)制且N位的數(shù)字信號(hào)和一時(shí)鐘信號(hào)，該時(shí)鐘信號(hào)在一第一狀態(tài)及一第二狀態(tài)間切換，其中，N ^ 2,且包括一解碼器，于每一時(shí)鐘信號(hào)周期內(nèi)接收該數(shù)字信號(hào)，并將該數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成一具有多位的溫度計(jì)碼；一亂數(shù)產(chǎn)生器，于每一時(shí)鐘信號(hào)周期內(nèi)輸出一呈亂數(shù)的重設(shè)信號(hào)，該重設(shè)信號(hào)具有多個(gè)交互隨機(jī)排列且排列方式隨不同時(shí)間變化的位，且其中處于邏輯高電平的位的數(shù)目等于處于邏輯低電平的位的數(shù)目；及一轉(zhuǎn)換模塊，電連接于該解碼器和該亂數(shù)產(chǎn)生器，并接收該時(shí)鐘信號(hào)；在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第一狀態(tài)時(shí)，該轉(zhuǎn)換模塊接收該溫度計(jì)碼，并將該溫度計(jì)碼轉(zhuǎn)換成一相關(guān)于該數(shù)字信號(hào)的模擬電壓；在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第二狀態(tài)時(shí)，該轉(zhuǎn)換模塊接收該重設(shè)信號(hào)，并根據(jù)該重設(shè)信號(hào)將該模擬電壓的電平歸零。本發(fā)明所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，該溫度計(jì)碼具有2N個(gè)位，該轉(zhuǎn)換模塊包括2N個(gè)轉(zhuǎn)換器，接收該時(shí)鐘信號(hào)并皆電連接于該解碼器和該亂數(shù)產(chǎn)生器，在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第一狀態(tài)時(shí)，所述2N個(gè)轉(zhuǎn)換器分別接收該溫度計(jì)碼的2N個(gè)位，且每一轉(zhuǎn)換器根據(jù)所對(duì)應(yīng)的位處于邏輯高電平或邏輯低電平而進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以輸出一正相位的差動(dòng)電流或一負(fù)相位的差動(dòng)電流；及一負(fù)載，電連接于所述2Nf轉(zhuǎn)換器以接收每一差動(dòng)電流，并據(jù)以進(jìn)行加總以產(chǎn)生該模擬電壓；借此，在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第一狀態(tài)時(shí)，該模擬電壓相關(guān)于該數(shù)字信號(hào)。本發(fā)明所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，該重設(shè)信號(hào)具有2N_i個(gè)處于邏輯高電平的位和個(gè)處于邏輯低電平的位，在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第二狀態(tài)時(shí)，所述2N個(gè)轉(zhuǎn)換器中的2N4個(gè)轉(zhuǎn)換器分別接收該重設(shè)信號(hào)的該2N_i個(gè)處于邏輯高電平的位并進(jìn)行轉(zhuǎn)換以輸出正相位的差動(dòng)電流，而所述2N個(gè)轉(zhuǎn)換器中的另外的個(gè)轉(zhuǎn)換器分別接收該重設(shè)信號(hào)的該2N4個(gè)處于邏輯低電平的位并進(jìn)行轉(zhuǎn)換以輸出負(fù)相位的差動(dòng)電流；借此，在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第二狀態(tài)時(shí)，2N4個(gè)正相位的差動(dòng)電流和2N_i個(gè)負(fù)相位的差動(dòng)電流經(jīng)該負(fù)載加總所產(chǎn)生的該模擬電壓的電平被歸零。本發(fā)明所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，每一轉(zhuǎn)換器具有一栓鎖電路，電連接于該解碼器及該亂數(shù)產(chǎn)生器，并接收該時(shí)鐘信號(hào)；一電流源，用于提供一偏壓電流；一第一晶體管，具有一電連接于相對(duì)應(yīng)的電流源以接收該偏壓電流的第一端、一電連接到該負(fù)載的第二端及一電連接到相對(duì)應(yīng)的栓鎖電路的控制端；及一第二晶體管，具有一電連接于相對(duì)應(yīng)的電流源以接收該偏壓電流的第一端、一電連接到該負(fù)載的第二端及一電連接到相對(duì)應(yīng)的栓鎖電路的控制端；在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第一狀態(tài)時(shí)，所述2N個(gè)轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路分別接收該溫度計(jì)碼的2N個(gè)位，且每一栓鎖電路根據(jù)該溫度計(jì)碼的相對(duì)應(yīng)的位輸出一差動(dòng)信號(hào)到相對(duì)應(yīng)的第一晶體管的控制端和相對(duì)應(yīng)的第二晶體管的控制端，使該第一晶體管和該第二晶體管根據(jù)該差動(dòng)信號(hào)的相位變化而于導(dǎo)通與不導(dǎo)通間切換，以從該第一晶體管的第二端或該第二晶體管的第二端輸出相對(duì)應(yīng)的偏壓電流作為該正相位的差動(dòng)電流或該負(fù)相位的差動(dòng)電流，2N個(gè)所述差動(dòng)信號(hào)的相位分別相關(guān)于該溫度計(jì)碼的2N個(gè)位的邏輯電平。本發(fā)明所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，該重設(shè)信號(hào)具有2N個(gè)位，在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第二狀態(tài)時(shí)，所述2N個(gè)轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路分別接收該重設(shè)信號(hào)的2N個(gè)位，并據(jù)以輸出2N個(gè)差動(dòng)信號(hào)分別到所述第一晶體管的控制端和所述第二晶體管的控制端，以分別控制所述差動(dòng)電流的相位，且所述2Nf差動(dòng)信號(hào)的相位分別相關(guān)于該重設(shè)信號(hào)的2N個(gè)位的邏輯電平。本發(fā)明所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，所述第一晶體管、所述第二晶體管皆是P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管，且所述第一晶體管、所述第二晶體管各自的第一端、第二端、控制端分別是源極、漏極、柵極。、
本發(fā)明所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，該負(fù)載具有二個(gè)電阻，所述電阻分別電連接于所述第一晶體管的第二端與地之間以及所述第二晶體管的第二端與地之間。本發(fā)明所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，該數(shù)字信號(hào)具有M個(gè)高位及(N-M)個(gè)低位，該解碼器將該數(shù)字信號(hào)中的M個(gè)高位轉(zhuǎn)換為一呈(2m-1)個(gè)位的溫度計(jì)碼，且將該數(shù)字信號(hào)中的(N-M)個(gè)低位保留為二進(jìn)制以作為一組二進(jìn)制信號(hào)，并增加一個(gè)位作為一固定差模信號(hào)，I < M < N ;該轉(zhuǎn)換模塊包括(2M-1)個(gè)高位轉(zhuǎn)換器，接收該時(shí)鐘信號(hào)該并皆電連接到該解碼器及該亂數(shù)產(chǎn)生器，在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第一狀態(tài)時(shí)，所述(2M_1)個(gè)高位轉(zhuǎn)換器分別接收該溫度計(jì)碼的所述(2M_1)個(gè)位，每一高位轉(zhuǎn)換器根據(jù)所接收的位為邏輯高電平或邏輯低電平，而輸出一正相位或一負(fù)相位且具有2N_M倍的偏壓電流值的高階差動(dòng)電流；第一至第(N-M)低位轉(zhuǎn)換器，接收該時(shí)鐘信號(hào)并皆電連接到該解碼器及該亂數(shù)產(chǎn)生器，在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第一狀態(tài)時(shí)，該第一至第(N-M)低位轉(zhuǎn)換器分別接收該二進(jìn)制信號(hào)的該 (N-M)個(gè)位，并根據(jù)所接收的位為邏輯高電平或邏輯低電平，而輸出正相位或負(fù)相位的第一至第(N-M)低階差動(dòng)電流，該第一至第(N-M)低階差動(dòng)電流的電流大小分別為一倍的偏壓電流值等比遞增2倍直到2m倍的偏壓電流值；一第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器，接收該時(shí)鐘信號(hào)并電連接到該解碼器及該亂數(shù)產(chǎn)生器，在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第一狀態(tài)時(shí)，該第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器接收固定差模信號(hào)而輸出一倍的偏壓電流值的低階差動(dòng)電流；及一負(fù)載，電連接于所述(2M_1)個(gè)高位轉(zhuǎn)換器和所述第一至第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器，并接收所述(2M-1)個(gè)高階差動(dòng)電流及所述第一至第(N-M+1)低階差動(dòng)電流，并據(jù)以進(jìn)行加總以產(chǎn)生該模擬電壓；借此，在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第一狀態(tài)時(shí)，該模擬電壓相關(guān)于該數(shù)字信號(hào)。本發(fā)明所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，該重設(shè)信號(hào)具有2M個(gè)位，在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第二狀態(tài)時(shí)，該(2M_1)個(gè)高位轉(zhuǎn)換器分別接收該重設(shè)信號(hào)中的(2M-1)個(gè)位，每一高位轉(zhuǎn)換器根據(jù)所接收的位為邏輯高電平或邏輯低電平，而輸出一正相位或負(fù)相位且具有2N_M倍的偏壓電流值的高階差動(dòng)電流；該第一至第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器都接收該重設(shè)信號(hào)的另一個(gè)剩余位，并根據(jù)該剩余位為邏輯高電平或邏輯低電平，而輸出正相位或負(fù)相位的第一至第(N-M+1)低階差動(dòng)電流，該第一至第(N-M)低階差動(dòng)電流的電流大小分別為一倍的偏壓電流值等比遞增2倍直到2^1倍的偏壓電流值，而該第(N-M+1)低階差動(dòng)電流的電流大小為一倍的偏壓電流值；借此，該(2M_1)個(gè)高階差動(dòng)電流及該第一至第(N-M+1)低階差動(dòng)電流經(jīng)該負(fù)載加總所產(chǎn)生的該模擬電壓的電平被歸零。本發(fā)明所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，每一高位轉(zhuǎn)換器具有一栓鎖電路，電連接于該解碼器及該轉(zhuǎn)換模塊，并接收該時(shí)鐘信號(hào)；一電流源，用于提供2N_M倍的偏壓電流；一第一晶體管，具有一電連接于相對(duì)應(yīng)的電流源以接收該2N_M倍的偏壓電流的第一端、一電連接于該負(fù)載的第二端及一電連接于相對(duì)應(yīng)的栓鎖電路的控制端；及一第二晶體管，具有一電連接于相對(duì)應(yīng)的電流源以接收該2N_M倍的偏壓電流的第一端、一電連接于該負(fù)載的第二端及一電連接于相對(duì)應(yīng)的栓鎖電路的控制端；該第一至該第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器分別具有第一至第(N-M+1)電流源，該第一至該第(N-M)電流源所分別提供的電流大小為從一倍的偏壓電流值依序等比遞增2倍直到2^1倍的偏壓電流值，該第(N-M+1)電流源所提供的電流大小則為一倍的偏壓電流值；該第一至第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器各自具有一第一晶體管、一第二晶體管及一栓鎖電路；該第一至第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路電連接于該解碼器及該轉(zhuǎn)換模塊，且接收該時(shí)鐘信號(hào)；該第一至第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器的第一晶體管、第二晶體管各自具有一電連接于相對(duì)應(yīng)的電流源的第一端、一電連接到該負(fù)載的第二端及一電連接于相對(duì)應(yīng)的栓鎖電路的控制端。本發(fā)明所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第一狀態(tài)時(shí)，該(2M-1)個(gè)高位轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路分別接收該溫度計(jì)碼的該(2M-1)個(gè)位，且每一個(gè)高位轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路根據(jù)該溫度計(jì)碼的相對(duì)應(yīng)的位輸出一差動(dòng)信號(hào)到相對(duì)應(yīng)的第一晶體管的控制端和第二晶體管的控制端，使該第一晶體管、該第二晶體管根據(jù)該差動(dòng)信號(hào)的相位變化而于導(dǎo)通與不導(dǎo)通間切換，以從該第一晶體管的第二端或該第二晶體管的第二端輸出相對(duì)應(yīng)的偏壓電流作為該正相位或該負(fù)相位的高階差動(dòng)電流，所述差動(dòng)信號(hào)的相位分別相關(guān)于該溫度計(jì)碼的該(2M_1)個(gè)位；該第一至第(N-M)低位轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路分別接收所對(duì)應(yīng)該二進(jìn)制信號(hào)的該(N-M)個(gè)位，且每一個(gè)低位轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路根據(jù)該二進(jìn)制信號(hào)的相對(duì)應(yīng)的位輸出一差動(dòng)信號(hào)到相對(duì)應(yīng)的第一晶體管的控制端、第二晶體管的控制端，使該第一晶體管、該第二晶體管根據(jù)所對(duì)應(yīng)的差動(dòng)信號(hào)的相位變化而于導(dǎo)通與不導(dǎo)通間切換，以從該 第一晶體管的第二端或該第二晶體管的第二端輸出相對(duì)應(yīng)的偏壓電流作為該正相位或該負(fù)相位的低階差動(dòng)電流；該第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路，接收該固定差模信號(hào)，使該第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器的第一晶體管、第二晶體管其中之一導(dǎo)通且輸出I倍的偏壓電流值的低階差動(dòng)電流。本發(fā)明所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第二狀態(tài)時(shí)，該(2M-1)個(gè)高位轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路分別接收該重設(shè)信號(hào)中的(2M-1)個(gè)位，且每一個(gè)高位轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路根據(jù)該重設(shè)信號(hào)的相對(duì)應(yīng)位輸出一差動(dòng)信號(hào)到相對(duì)應(yīng)的第一晶體管的控制端、第二晶體管的控制端，使該第一晶體管、該第二晶體管根據(jù)該差動(dòng)信號(hào)的相位變化而于導(dǎo)通與不導(dǎo)通間切換，以從該第一晶體管的第二端或該第二晶體管的第二端輸出相對(duì)應(yīng)的偏壓電流作為該正相位或該負(fù)相位的高階差動(dòng)電流，所述差動(dòng)信號(hào)的相位分別相關(guān)于該重設(shè)信號(hào)的該(2M_1)個(gè)位；該第一至第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路，皆接收該重設(shè)信號(hào)的另一個(gè)剩余位，且每一個(gè)低位轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路根據(jù)該重設(shè)信號(hào)的該另一個(gè)剩余位輸出一差動(dòng)信號(hào)到相對(duì)應(yīng)的第一晶體管的控制端和第二晶體管的控制端，使該第一晶體管、該第二晶體管根據(jù)該差動(dòng)信號(hào)的相位變化而于導(dǎo)通與不導(dǎo)通間切換，以從該第一晶體管的第二端或該第二晶體管的第二端輸出相對(duì)應(yīng)的偏壓電流作為該正相位或該負(fù)相位的低階差動(dòng)電流，該N-M+1個(gè)差動(dòng)信號(hào)的相位皆相關(guān)于該重設(shè)信號(hào)的另一個(gè)剩余位。本發(fā)明所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，所述第一晶體管、所述第二晶體管皆是P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管，且所述第一晶體管、所述第二晶體管各自的第一端、第二端、控制端分別是源極、漏極、柵極。本發(fā)明所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，該負(fù)載具有二個(gè)電阻，所述二個(gè)電阻分別電連接于所述第一晶體管的第二端與地之間、所述第二晶體管的第二端與地之間。本發(fā)明的有益效果在于增加無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍。


圖I是一種現(xiàn)有N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置的電路圖；圖2是一種該現(xiàn)有N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置的時(shí)序圖；圖3是一種該現(xiàn)有N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置的實(shí)驗(yàn)測(cè)量圖4是本發(fā)明N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置的第一較佳實(shí)施例的電路圖；圖5是本發(fā)明N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置的第二較佳實(shí)施例的電路圖；圖6是一種上述實(shí)施例的時(shí)序圖；圖7是一種上述實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)測(cè)量圖；及圖8是另一種實(shí)驗(yàn)測(cè)量圖，用于比較所測(cè)量到的無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。<第一較佳實(shí)施例> 如圖4所示，本發(fā)明N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置的第一較佳實(shí)施例，適用于接收一呈二進(jìn)制的N位數(shù)字信號(hào)D [k]和一時(shí)鐘信號(hào)CK，該時(shí)鐘信號(hào)CK在一第一狀態(tài)及一第二狀態(tài)間切換(在本實(shí)施例中，該第一狀態(tài)、該第二狀態(tài)分別是相關(guān)于該時(shí)鐘信號(hào)CK的正相位、負(fù)相位)。于時(shí)鐘信號(hào)CK的每一周期內(nèi)輸出一相關(guān)于該數(shù)字信號(hào)D[k]的模擬電壓vo,N >2,且該N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置包括一解碼器I、一亂數(shù)產(chǎn)生器3及一轉(zhuǎn)換模塊2。解碼器I于時(shí)鐘信號(hào)CK的每一周期內(nèi)接收該數(shù)字信號(hào)D[k]，并將該數(shù)字信號(hào)D[k]轉(zhuǎn)換成一具有多位的溫度計(jì)碼T，在本實(shí)施例中，該溫度計(jì)碼T具有2N個(gè)位。亂數(shù)產(chǎn)生器3于時(shí)鐘信號(hào)CK的每一周期內(nèi)輸出一呈亂數(shù)的重設(shè)信號(hào)Z，該重設(shè)信號(hào)Z具有多個(gè)交互隨機(jī)排列且排列方式隨不同時(shí)間變化的位，且其中處于邏輯高電平的位的數(shù)目等于處于邏輯低電平的位的數(shù)目，在本實(shí)施例中，該重設(shè)信號(hào)Z具有2N_i個(gè)處于邏輯高電平的位和個(gè)處于邏輯低電平的位。該亂數(shù)產(chǎn)生器3的詳細(xì)實(shí)施方式可參閱文獻(xiàn)“Simon Haykin,‘Communication Systems 4th Edition’”,但不限于此，也可以是其他實(shí)施方式。轉(zhuǎn)換模塊2電連接于該解碼器I和該亂數(shù)產(chǎn)生器3，并接收該時(shí)鐘信號(hào)CK，且該轉(zhuǎn)換模塊2包括2Nf皆電連接于該解碼器I和該亂數(shù)產(chǎn)生器3的轉(zhuǎn)換器21及一電連接于該2"個(gè)轉(zhuǎn)換器21的負(fù)載22。在該時(shí)鐘信號(hào)CK處于該第一狀態(tài)時(shí)，該轉(zhuǎn)換模塊2接收該溫度計(jì)碼T，并將該溫度計(jì)碼T轉(zhuǎn)換成一相關(guān)于該數(shù)字信號(hào)D[k]的模擬電壓vo。2Nf轉(zhuǎn)換器21接收該時(shí)鐘信號(hào)CK并分別接收該溫度計(jì)碼T的該2n位，且每一轉(zhuǎn)換器21根據(jù)所對(duì)應(yīng)的位處于邏輯高電平或邏輯低電平而進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以輸出一呈正相位或負(fù)相位的差動(dòng)電流id。該負(fù)載22則接收每一差動(dòng)電流id，而據(jù)以進(jìn)行加總以產(chǎn)生該模擬電壓vo。借此，在該時(shí)鐘信號(hào)CK處于該第一狀態(tài)時(shí)，該模擬電壓vo相關(guān)于該數(shù)字信號(hào)D[k]。在該時(shí)鐘信號(hào)CK處于該第二狀態(tài)時(shí)，該轉(zhuǎn)換模塊2接收該重設(shè)信號(hào)Z，并根據(jù)該重設(shè)信號(hào)Z將該模擬電壓vo的電平歸零，其中該2N_i個(gè)轉(zhuǎn)換器21分別接收該重設(shè)信號(hào)Z的該2N_i個(gè)處于邏輯高電平的位而進(jìn)行轉(zhuǎn)換以輸出呈正相位的差動(dòng)電流id，而另外的該2N4個(gè)轉(zhuǎn)換器21分別接收該重設(shè)信號(hào)Z的該個(gè)處于邏輯低電平的位而進(jìn)行轉(zhuǎn)換以輸出呈負(fù)相位的差動(dòng)電流id。借此，該2N_i個(gè)正相位的差動(dòng)電流id和該個(gè)負(fù)相位的差動(dòng)電流id流經(jīng)該負(fù)載22加總所產(chǎn)生的該模擬電壓vo的電平被歸零。每一轉(zhuǎn)換器21具有一電流源IS、一第一晶體管SI、一第二晶體管S2及一栓鎖電路L。
該栓鎖電路L電連接于該解碼器I及該亂數(shù)產(chǎn)生器3，并接收該時(shí)鐘信號(hào)CK。每一電流源IS用于提供一偏壓電流I。該2"個(gè)轉(zhuǎn)換器21的第一晶體管SI、第二晶體管S2各自具有一電連接于該相對(duì)應(yīng)的電流源IS以接收該偏壓電流I的第一端、一電連接到該負(fù)載22的第二端及一電連接到該相對(duì)應(yīng)的栓鎖電路L的控制端。在該時(shí)鐘信號(hào)CK處于該第一狀態(tài)時(shí)，該2N個(gè)轉(zhuǎn)換器21的栓鎖電路L分別接收該溫度計(jì)碼T的該2n個(gè)位，且每一栓鎖電路L根據(jù)該溫度計(jì)碼的相對(duì)應(yīng)的位輸出一差動(dòng)信號(hào)vd到該相對(duì)應(yīng)的第一晶體管SI、第二晶體管S2的控制端，使該第一晶體管SI、第二晶體管S2根據(jù)該差動(dòng)信號(hào)vd的相位變化而于導(dǎo)通與不導(dǎo)通間切換，以從該第一晶體管SI或第二晶體管S2的第二端輸出該相對(duì)應(yīng)的偏壓電流作為該正相位或負(fù)相位的差動(dòng)電流id，該2n個(gè)差動(dòng)信號(hào)vd的相位分別相關(guān)于該溫度計(jì)碼T的該2n個(gè)位的邏輯電平。在該時(shí)鐘信號(hào)CK處于該第二狀態(tài)時(shí)，該2N個(gè)轉(zhuǎn)換器21的栓鎖電路L分別接收該重設(shè)信號(hào)Z的該2N個(gè)位，并據(jù)以輸出該2Nf差動(dòng)信號(hào)分別到第一晶體管SI、第二晶體管S2的控制端，以分別控制所述差動(dòng)電流id的相位，且該2n個(gè)差動(dòng)信號(hào)vd的相位分別相關(guān)于該重設(shè)信號(hào)Z的該2n個(gè)位的邏輯電平。該負(fù)載22具有二個(gè)電阻R，所述二個(gè)電阻R分別電連接于該第一晶體管SI、第二晶體管S2的第二端與地之間。在此舉一例說(shuō)明，假設(shè)N = 2，而該重設(shè)信號(hào)Z具有2個(gè)處于邏輯高電平的位和2個(gè)處于邏輯低電平的位，例如為(1100)，該4個(gè)轉(zhuǎn)換器21的栓鎖電路L分別接收該重設(shè)信號(hào)Z的位1100，而使所分別對(duì)應(yīng)的第一開(kāi)關(guān)SI、第二開(kāi)關(guān)S2切換以分別提供+1、+1、-1、_1倍的偏壓電流，因此負(fù)載接收+1、+1、_1、_1倍的偏壓電流以進(jìn)行加總(1+1-1-1 = 0),而將模擬電壓vo歸零。<第二較佳實(shí)施例>圖5所示為本發(fā)明N的位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置的第二較佳實(shí)施例，適用于接收一呈二進(jìn)制且N位的數(shù)字信號(hào)D [k]和一時(shí)鐘信號(hào)CK，該時(shí)鐘信號(hào)CK在一第一狀態(tài)及一第二狀態(tài)間切換。于時(shí)鐘信號(hào)CK的每一周期內(nèi)輸出一相關(guān)于該數(shù)字信號(hào)D[k]的模擬電壓vo,N ^ 2，且該數(shù)字信號(hào)D [k]具有M個(gè)高位(MSB)及(N-M)個(gè)低位(LSB)。該N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置包括一解碼器I、一亂數(shù)產(chǎn)生器3及一轉(zhuǎn)換模塊2。該解碼器I于時(shí)鐘信號(hào)CK的每一周期內(nèi)接收該數(shù)字信號(hào)D[k]，并將該數(shù)字信號(hào)D[k]中的M個(gè)高位轉(zhuǎn)換為一呈(2m-1)個(gè)位的溫度計(jì)碼T，且將該數(shù)字信號(hào)D[k]中的(N-M)個(gè)低位保留為二進(jìn)制以作為一組二進(jìn)制信號(hào)，并增加一個(gè)位以作為一固定差模信號(hào)，I ( M
<N。亂數(shù)產(chǎn)生器3于時(shí)鐘信號(hào)CK的每一周期內(nèi)輸出一呈亂數(shù)的重設(shè)信號(hào)Z，該重設(shè)信號(hào)Z具有多個(gè)交互隨機(jī)排列且排列方式隨不同時(shí)間變化的位，且其中處于邏輯高電平的位的數(shù)目等于處于邏輯低電平的位的數(shù)目，于本實(shí)施例中，該重設(shè)信號(hào)Z具有2m個(gè)位，即交互隨機(jī)排列的2s1-1個(gè)處于邏輯高電平的位及2s1-1個(gè)處于邏輯低電平的位。轉(zhuǎn)換模塊2電連接于該解碼器I和該亂數(shù)產(chǎn)生器3，并接收該時(shí)鐘信號(hào)CK，且該轉(zhuǎn)換模塊2包括(2m-1)個(gè)高位轉(zhuǎn)換器HC、第一至第(N-M)低位轉(zhuǎn)換器LCl至LCN_M、一第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器LCn_m+1及一負(fù)載。、
(2m-1)個(gè)高位轉(zhuǎn)換器HC、第一至第(N-M)低位轉(zhuǎn)換器LCl至LCN_M及第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器LCn_m+1接收該時(shí)鐘信號(hào)CK并電連接于該解碼器I和該亂數(shù)產(chǎn)生器3。在該時(shí)鐘信號(hào)CK處于該第一狀態(tài)時(shí)該(2m_1)個(gè)高位轉(zhuǎn)換器HC分別接收該溫度計(jì)碼T的該(2m_1)個(gè)位，每一高位轉(zhuǎn)換器HC根據(jù)所接收的位為邏輯高電平或邏輯低電平，而輸出一正相位或負(fù)相位且具有2n_m倍偏壓電流值(2N_MXI)的高階差動(dòng)電流。 該第一至第(N-M)低位轉(zhuǎn)換器LCl至LCn_m分別接收該二進(jìn)制信號(hào)的該(N-M)個(gè)位，并根據(jù)所接收的位為邏輯高電平或邏輯低電平，而輸出一正相位或負(fù)相位的第一至第(N-M)低階差動(dòng)電流，該第一至第(N-M)低階差動(dòng)電流的電流大小分別為一倍偏壓電流值(2°X I)等比遞增2倍直到2m倍的偏壓電流值(2mX I)。第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器LCN_M+1接收固定差模信號(hào)而輸出一呈I倍偏壓電流值(2°XI)的第(N-M+1)低階差動(dòng)電流。負(fù)載22電連接于該(2m_1)個(gè)高位轉(zhuǎn)換器HC和該第一至第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器LCl至LCN_M+1，以接收該(2m-1)個(gè)高階差動(dòng)電流及該第一至第(N-M+1)低階差動(dòng)電流，而據(jù)以進(jìn)行加總以產(chǎn)生該模擬電壓vo。借此，在該時(shí)鐘信號(hào)CK處于該第一狀態(tài)時(shí)，該模擬電壓vo相關(guān)于該數(shù)字信號(hào)D [k]。在該時(shí)鐘信號(hào)CK處于該第二狀態(tài)時(shí)該(2m_1)個(gè)高位轉(zhuǎn)換器HC分別接收該重設(shè)信號(hào)Z中的(2m_1)個(gè)位，每一高位轉(zhuǎn)換器HC根據(jù)所接收的位為邏輯高電平或邏輯低電平，而輸出一正相位或負(fù)相位且具有2n_m倍偏壓電流值的高階差動(dòng)電流。該第一至第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器LCl至LCn_m+1都接收該重設(shè)信號(hào)Z的另一個(gè)剩余位Zj，并根據(jù)該剩余位Zj為邏輯高電平或邏輯低電平，而輸出正相位或負(fù)相位的第一至第(N-M+1)低階差動(dòng)電流，該第一至第(N-M)低階差動(dòng)電流的電流大小分別為一倍的偏壓電流值等比遞增2倍直到2^1倍的偏壓電流值，而該第(N-M+1)低階差動(dòng)電流的電流大小為一倍偏壓電流值，此時(shí)所有低階偏壓電流總合與一個(gè)高階偏壓電流相等。借此，該(2m_1)個(gè)高階差動(dòng)電流及該第一至第(N-M+1)低階差動(dòng)電流經(jīng)該負(fù)載加總所產(chǎn)生的該模擬電壓vo的電平被歸零。每一高位轉(zhuǎn)換器HC分別具有一電流源IS、一第一晶體管SI、一第二晶體管S2及一栓鎖電路L。每一高位轉(zhuǎn)換器HC栓鎖電路L電連接于該解碼器I及該亂數(shù)產(chǎn)生器3，并接收該時(shí)鐘信號(hào)CK。每一高位轉(zhuǎn)換器HC的電流源IS用于提供一 2N_M倍偏壓電流。該(2m_1)個(gè)高位轉(zhuǎn)換器HC的第一晶體管SI、第二晶體管S2各自具有一電連接于該相對(duì)應(yīng)的電流源IS以接收該2N_M倍偏壓電流的第一端、一電連接于該負(fù)載22的第二端及一電連接于該相對(duì)應(yīng)的栓鎖電路L的控制端。該第一至第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器LCl至LCn_m+1分別具有第一至第(N-M+1)電流源IS，該第一至第(N-M)電流源IS所分別提供的電流大小為從一倍的偏壓電流值依序等比遞增2倍直到2^1倍的偏壓電流值，該第(N-M+1)電流源IS所提供的電流大小則為一倍的偏壓電流值。
該第一至第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器LC I至LCN_M+1還各自具有一第一晶體管SI、一第二晶體管S2及一栓鎖電路L。該第一至第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器LCl至LCn_m+1的栓鎖電路L電連接于該解碼器I及該亂數(shù)產(chǎn)生器3，且接收該時(shí)鐘信號(hào)CK。該第一至第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器LCl至LCn_m+1的第一晶體管SI、第二晶體管S2，各自具有一電連接于該相對(duì)應(yīng)的電流源IS的第一端、一電連接于該負(fù)載22的第二端及一電連接于該相對(duì)應(yīng)的栓鎖電路L的控制端。該負(fù)載22具有二個(gè)電阻R，該二個(gè)電阻R分別電連接于所述第一晶體管SI、第二晶體管S2的第二端與地之間。

在該時(shí)鐘信號(hào)CK處于該第一狀態(tài)時(shí),該(2m_1)個(gè)高位轉(zhuǎn)換器HC的栓鎖電路L分別接收該溫度計(jì)碼T的該(2m_1)個(gè)位，且每一個(gè)高位轉(zhuǎn)換器HC的栓鎖電路L根據(jù)該溫度計(jì)碼T的相對(duì)應(yīng)的位輸出一差動(dòng)信號(hào)vd到該相對(duì)應(yīng)的第一晶體管SI、第二晶體管S2的控制端，使該第一晶體管SI、第二晶體管S2根據(jù)該差動(dòng)信號(hào)vd的相位變化而于導(dǎo)通與不導(dǎo)通間切換，以從該第一晶體管SI或第二晶體管S2的第二端輸出該相對(duì)應(yīng)的偏壓電流作為該正相位或負(fù)相位的高階差動(dòng)電流，所述差動(dòng)信號(hào)vd的相位分別相關(guān)于該溫度計(jì)碼T的該(2M-1)個(gè)位。該第一至第(N-M)低位轉(zhuǎn)換器LCl至LCN_M的栓鎖電路L分別接收所對(duì)應(yīng)的該二進(jìn)制信號(hào)的該(N-M)個(gè)位，且每一個(gè)低位轉(zhuǎn)換器LCl至LCn_m的栓鎖電路L根據(jù)該二進(jìn)制信號(hào)的相對(duì)應(yīng)的位輸出一差動(dòng)信號(hào)vd到該相對(duì)應(yīng)的第一晶體管SI、第二晶體管S2的控制端，使該第一晶體管SI、第二晶體管S2根據(jù)所對(duì)應(yīng)的該差動(dòng)信號(hào)vd的相位變化而于導(dǎo)通與不導(dǎo)通間切換，以從該第一晶體管SI或第二晶體管S2的第二端輸出該相對(duì)應(yīng)的偏壓電流作為該正相位或負(fù)相位的低階差動(dòng)電流。該第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器LCN_M+1的栓鎖電路L則接收該固定值的差模信號(hào)，使該第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器LCN_M+1的第一晶體管SI、第二晶體管S2其中之一導(dǎo)通且輸出I倍的偏壓電流值的電流而使該第(N-M+1)低階差動(dòng)電流值為一倍的偏壓電流值2° X I。在該時(shí)鐘信號(hào)CK處于該第二狀態(tài)時(shí)，該(2M_1)個(gè)高位轉(zhuǎn)換器HC的栓鎖電路L分別接收該重設(shè)信號(hào)中的(2M_1)個(gè)位，且每一個(gè)高位轉(zhuǎn)換器HC的栓鎖電路L根據(jù)該重設(shè)信號(hào)Z的相對(duì)應(yīng)的位輸出一差動(dòng)信號(hào)vd到該相對(duì)應(yīng)第一晶體管SI、第二晶體管S2的控制端，使該第一晶體管SI、第二晶體管S2根據(jù)該差動(dòng)信號(hào)vd的相位變化而于導(dǎo)通與不導(dǎo)通間切換，以從該第一晶體管SI或第二晶體管S2的第二端輸出相對(duì)應(yīng)的偏壓電流作為該正相位或負(fù)相位的高階差動(dòng)電流，所述差動(dòng)信號(hào)vd的相位分別相關(guān)于該重設(shè)信號(hào)Z的該(2m-1)個(gè)位。該第一至第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器LCl至LCn_m+1的栓鎖電路L則皆接收該重設(shè)信號(hào)Z的另一個(gè)剩余位Zj，且每一個(gè)低位轉(zhuǎn)換器LCl至LCn_m+1的栓鎖電路L根據(jù)該重設(shè)信號(hào)Z的該另一個(gè)剩余位Zi輸出一差動(dòng)信號(hào)到該相對(duì)應(yīng)的第一晶體管SI、第二晶體管S2的控制端，使該第一晶體管SI、第二晶體管S2根據(jù)該差動(dòng)信號(hào)vd的相位變化而于導(dǎo)通與不導(dǎo)通間切換，以從該第一第二晶體管SI或第二晶體管S2的第二端輸出該相對(duì)應(yīng)偏壓電流作為該正相位或負(fù)相位的低階差動(dòng)電流，該N-M+1個(gè)差動(dòng)信號(hào)的相位皆相關(guān)于該重設(shè)信號(hào)Z的另一個(gè)剩余位
Zjo在此舉一例說(shuō)明，假設(shè)N = 4、M = 2，而該重設(shè)信號(hào)Z為(1100)，該3個(gè)高位轉(zhuǎn)換器HC的栓鎖電路L分別接收該重設(shè)信號(hào)Z的位110，而使所分別對(duì)應(yīng)的第一開(kāi)關(guān)SI、第二開(kāi)關(guān)S2切換以分別提供+4、+4、-4倍偏壓電流，而該第一至第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器LCl至LCn_m+1的栓鎖電路L則皆接收該重設(shè)信號(hào)Z的位O，并使所分別對(duì)應(yīng)的第一開(kāi)關(guān)SI、第二開(kāi)關(guān)S2切換以分別提供-I、_2、-I倍偏壓電流，因此負(fù)載22接收+4、+4、-4、-I、-2、-I倍偏壓電流，而進(jìn)行加總(4+4-4-1-2-1 = 0)以將模擬電壓vo歸零。上述實(shí)施例中的所述第一晶體管SI、所述第二晶體管S2皆是P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管，且所述第一晶體管SI、所述第二晶體管S2各自的第一端、第二端、控制端分別是源極、漏極、柵極。
圖6所示為上述實(shí)施例的時(shí)序圖，參數(shù)D[l]至D[4]分別為數(shù)字信號(hào)D[k]在不同時(shí)間的值，參數(shù)Z[l]至Z[4]分別表示重設(shè)信號(hào)Z在不同時(shí)間的值，可看出于重設(shè)模式時(shí)，通過(guò)呈亂數(shù)的重設(shè)信號(hào)Z將模擬電壓vo歸零，來(lái)將第一開(kāi)關(guān)SI、第二開(kāi)關(guān)S2追隨數(shù)字信號(hào)D[k]進(jìn)行切換的時(shí)序打亂，而使第一開(kāi)關(guān)SI、第二開(kāi)關(guān)S2的切換能獨(dú)立于該數(shù)字信號(hào)D[k]，而使第一開(kāi)關(guān)SI、第二開(kāi)關(guān)S2切換時(shí)所引起的諧波失真能攤平于一噪聲水位(noisefloor)上，以解決無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍隨著第一開(kāi)關(guān)SI、第二開(kāi)關(guān)S2越高的切換頻率而越低的問(wèn)題。如圖7所示，為上述實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)測(cè)量圖，數(shù)字信號(hào)D [k]的輸入頻率為73IMHZ、時(shí)鐘信號(hào)CK的取樣速度為I. 6GS/s，可看出無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍增加至56. 5dB。圖8所示為上述實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)操作于不同輸入頻率時(shí)，所測(cè)量到的無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍，參數(shù)DRRZ表示上述實(shí)施例、參數(shù)NRZ表示現(xiàn)有技術(shù)、參數(shù)DRZ表示在所有時(shí)鐘信號(hào)CK周期該重設(shè)信號(hào)Z皆固定不變，可看出隨著輸入頻率朝800MHZ增加，屬于NRZ的無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍由65dB衰減至42dB，而屬于DRRZ的無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍在460MHZ內(nèi)可維持超過(guò)60dB且在800MHZ時(shí)大于55dB，而屬于DRZ的無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍則甚至比NRZ差，因?yàn)檩斎腩l率處于低頻時(shí)，該第一開(kāi)關(guān)SI、第二開(kāi)關(guān)S2于DRZ產(chǎn)生比NRZ更多的切換。綜上所述，上述實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)通過(guò)使用亂數(shù)產(chǎn)生器3，而能相較于現(xiàn)有技術(shù)具有較高的無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍。以上所述僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何熟悉本項(xiàng)技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可在此基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改進(jìn)和變化，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求書(shū)所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，適用于接收一呈二進(jìn)制的N位的數(shù)字信號(hào)和一時(shí)鐘信號(hào)，該時(shí)鐘信號(hào)在一第一狀態(tài)及一第二狀態(tài)間切換，N ^ 2 ;其特征在于，該N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置包括 一解碼器，于該時(shí)鐘信號(hào)的每一周期內(nèi)接收該數(shù)字信號(hào)，并將該數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成一具有多位的溫度計(jì)碼； 一亂數(shù)產(chǎn)生器，于該時(shí)鐘信號(hào)的每一周期內(nèi)輸出一呈亂數(shù)的重設(shè)信號(hào)，該重設(shè)信號(hào)具有多個(gè)交互隨機(jī)排列且排列方式隨不同時(shí)間變化的位，且該重設(shè)信號(hào)中處于邏輯高電平的位的數(shù)目等于處于邏輯低電平的位的數(shù)目；及 一轉(zhuǎn)換模塊，電連接于該解碼器和該亂數(shù)產(chǎn)生器，并接收該時(shí)鐘信號(hào)； 在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第一狀態(tài)時(shí)，該轉(zhuǎn)換模塊接收該溫度計(jì)碼，并將該溫度計(jì)碼轉(zhuǎn)換成一相關(guān)于該數(shù)字信號(hào)的模擬電壓；在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第二狀態(tài)時(shí)，該轉(zhuǎn)換模塊接收該重設(shè)信號(hào)，并根據(jù)該重設(shè)信號(hào)將該模擬電壓的電平歸零。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該溫度計(jì)碼具有2N個(gè)位，該轉(zhuǎn)換模塊包括 2"個(gè)轉(zhuǎn)換器，接收該時(shí)鐘信號(hào)并皆電連接于該解碼器和該亂數(shù)產(chǎn)生器，在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第一狀態(tài)時(shí)，所述2N個(gè)轉(zhuǎn)換器分別接收該溫度計(jì)碼的2N個(gè)位，且每一轉(zhuǎn)換器根據(jù)所對(duì)應(yīng)的位處于邏輯高電平或邏輯低電平而進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以輸出一正相位的差動(dòng)電流或一負(fù)相位的差動(dòng)電流；及 一負(fù)載，電連接于所述2N個(gè)轉(zhuǎn)換器以接收每一差動(dòng)電流，并據(jù)以進(jìn)行加總以產(chǎn)生該模擬電壓； 借此，在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第一狀態(tài)時(shí)，該模擬電壓相關(guān)于該數(shù)字信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該重設(shè)信號(hào)具有2N_i個(gè)處于邏輯高電平的位和個(gè)處于邏輯低電平的位， 在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第二狀態(tài)時(shí)，所述2N個(gè)轉(zhuǎn)換器中的2N_i個(gè)轉(zhuǎn)換器分別接收該重設(shè)信號(hào)的該2N_i個(gè)處于邏輯高電平的位并進(jìn)行轉(zhuǎn)換以輸出正相位的差動(dòng)電流，而所述2N個(gè)轉(zhuǎn)換器中的另外的個(gè)轉(zhuǎn)換器分別接收該重設(shè)信號(hào)的該個(gè)處于邏輯低電平的位并進(jìn)行轉(zhuǎn)換以輸出負(fù)相位的差動(dòng)電流； 借此，在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第二狀態(tài)時(shí)，個(gè)正相位的差動(dòng)電流和2N_i個(gè)負(fù)相位的差動(dòng)電流經(jīng)該負(fù)載加總所產(chǎn)生的該模擬電壓的電平被歸零。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，每一轉(zhuǎn)換器具有 一栓鎖電路，電連接于該解碼器及該亂數(shù)產(chǎn)生器，并接收該時(shí)鐘信號(hào)； 一電流源，用于提供一偏壓電流； 一第一晶體管，具有一電連接于相對(duì)應(yīng)的電流源以接收該偏壓電流的第一端、一電連接到該負(fù)載的第二端及一電連接到相對(duì)應(yīng)的栓鎖電路的控制端；及 一第二晶體管，具有一電連接于相對(duì)應(yīng)的電流源以接收該偏壓電流的第一端、一電連接到該負(fù)載的第二端及一電連接到相對(duì)應(yīng)的栓鎖電路的控制端； 在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第一狀態(tài)時(shí)，所述2Nf轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路分別接收該溫度計(jì)碼的2N個(gè)位，且每一栓鎖電路根據(jù)該溫度計(jì)碼的相對(duì)應(yīng)的位輸出一差動(dòng)信號(hào)到相對(duì)應(yīng)的第一晶體管的控制端和相對(duì)應(yīng)的第二晶體管的控制端，使該第一晶體管和該第二晶體管根據(jù)該差動(dòng)信號(hào)的相位變化而于導(dǎo)通與不導(dǎo)通間切換，以從該第一晶體管的第二端或該第二晶體管的第二端輸出相對(duì)應(yīng)的偏壓電流作為該正相位的差動(dòng)電流或該負(fù)相位的差動(dòng)電流，2N個(gè)所述差動(dòng)信號(hào)的相位分別相關(guān)于該溫度計(jì)碼的2N個(gè)位的邏輯電平。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該重設(shè)信號(hào)具有2N個(gè)位，在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第二狀態(tài)時(shí)，所述2N個(gè)轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路分別接收該重設(shè)信號(hào)的2N個(gè)位，并據(jù)以輸出2Nf差動(dòng)信號(hào)分別到所述第一晶體管的控制端和所述第二晶體管的控制端，以分別控制所述差動(dòng)電流的相位，且所述2Nf差動(dòng)信號(hào)的相位分別相關(guān)于該重設(shè)信號(hào)的2N個(gè)位的邏輯電平。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述第一晶體管、所述第二晶體管皆是P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管，且所述第一晶體管、所述第二晶體管各自的第一端、第二端、控制端分別是源極、漏極、柵極。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該負(fù)載具有二個(gè)電 阻，所述電阻分別電連接于所述第一晶體管的第二端與地之間以及所述第二晶體管的第二端與地之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該數(shù)字信號(hào)具有M個(gè)高位及(N-M)個(gè)低位，該解碼器將該數(shù)字信號(hào)中的M個(gè)高位轉(zhuǎn)換為一呈(2m-1)個(gè)位的溫度計(jì)碼，且將該數(shù)字信號(hào)中的(N-M)個(gè)低位保留為二進(jìn)制以作為一組二進(jìn)制信號(hào)，并增加一個(gè)位作為一固定差模信號(hào)，I < M < N ;該轉(zhuǎn)換模塊包括 (2M-1)個(gè)高位轉(zhuǎn)換器，接收該時(shí)鐘信號(hào)并皆電連接到該解碼器及該亂數(shù)產(chǎn)生器，在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第一狀態(tài)時(shí)，所述(2M_1)個(gè)高位轉(zhuǎn)換器分別接收該溫度計(jì)碼的所述(2M-1)個(gè)位，每一高位轉(zhuǎn)換器根據(jù)所接收的位為邏輯高電平或邏輯低電平，而輸出一正相位或一負(fù)相位且具有2N_M倍的偏壓電流值的高階差動(dòng)電流； 第一至第(N-M)低位轉(zhuǎn)換器，接收該時(shí)鐘信號(hào)并皆電連接到該解碼器及該亂數(shù)產(chǎn)生器，在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第一狀態(tài)時(shí)，該第一至第(N-M)低位轉(zhuǎn)換器分別接收該二進(jìn)制信號(hào)的該(N-M)個(gè)位，并根據(jù)所接收的位為邏輯高電平或邏輯低電平，而輸出正相位或負(fù)相位的第一至第(N-M)低階差動(dòng)電流，該第一至第(N-M)低階差動(dòng)電流的電流大小分別為一倍的偏壓電流值等比遞增2倍直到2m倍的偏壓電流值； 一第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器，接收該時(shí)鐘信號(hào)并電連接到該解碼器及該亂數(shù)產(chǎn)生器，在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第一狀態(tài)時(shí)，該第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器接收固定差模信號(hào)而輸出一倍的偏壓電流值的低階差動(dòng)電流；及 一負(fù)載，電連接于所述(2M_1)個(gè)高位轉(zhuǎn)換器和所述第一至第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器，并接收所述(2M_1)個(gè)高階差動(dòng)電流及所述第一至第(N-M+1)低階差動(dòng)電流，并據(jù)以進(jìn)行加總以產(chǎn)生該模擬電壓； 借此，在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第一狀態(tài)時(shí)，該模擬電壓相關(guān)于該數(shù)字信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該重設(shè)信號(hào)具有2M個(gè)位，在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第二狀態(tài)時(shí)，該(2M-1)個(gè)高位轉(zhuǎn)換器分別接收該重設(shè)信號(hào)中的(2M-1)個(gè)位，每一高位轉(zhuǎn)換器根據(jù)所接收的位為邏輯高電平或邏輯低電平，而輸出一正相位或負(fù)相位且具有2N_M倍的偏壓電流值的高階差動(dòng)電流； 該第一至第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器都接收該重設(shè)信號(hào)的另一個(gè)剩余位，并根據(jù)該剩余位為邏輯高電平或邏輯低電平，而輸出正相位或負(fù)相位的第一至第(N-M+1)低階差動(dòng)電流，該第一至第(N-M)低階差動(dòng)電流的電流大小分別為一倍的偏壓電流值等比遞增2倍直到2^1倍的偏壓電流值，而該第(N-M+1)低階差動(dòng)電流的電流大小為一倍的偏壓電流值；借此，該(2M-1)個(gè)高階差動(dòng)電流及該第一至第(N-M+1)低階差動(dòng)電流經(jīng)該負(fù)載加總所產(chǎn)生的該模擬電壓的電平被歸零。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 每一高位轉(zhuǎn)換器具有 一栓鎖電路，電連接于該解碼器及該轉(zhuǎn)換模塊，并接收該時(shí)鐘信號(hào)； 一電流源，用于提供2N_M倍的偏壓電流； 一第一晶體管，具有一電連接于相對(duì)應(yīng)的電流源以接收該2N_M倍的偏壓電流的第一端、一電連接于該負(fù)載的第二端及一電連接于相對(duì)應(yīng)的栓鎖電路的控制端；及 一第二晶體管，具有一電連接于相對(duì)應(yīng)的電流源以接收該2N_M倍的偏壓電流的第一端、一電連接于該負(fù)載的第二端及一電連接于相對(duì)應(yīng)的栓鎖電路的控制端； 該第一至該第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器分別具有第一至第(N-M+1)電流源，該第一至該第(N-M)電流源所分別提供的電流大小為從一倍的偏壓電流值依序等比遞增2倍直到2m倍的偏壓電流值，該第(N-M+1)電流源所提供的電流大小則為一倍的偏壓電流值； 該第一至第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器各自具有一第一晶體管、一第二晶體管及一栓鎖電路； 該第一至第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路電連接于該解碼器及該轉(zhuǎn)換模塊，且接收該時(shí)鐘信號(hào)； 該第一至第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器的第一晶體管、第二晶體管各自具有一電連接于相對(duì)應(yīng)的電流源的第一端、一電連接到該負(fù)載的第二端及一電連接于相對(duì)應(yīng)的栓鎖電路的控制端。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第一狀態(tài)時(shí)，該(2M_1)個(gè)高位轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路分別接收該溫度計(jì)碼的該(2M-1)個(gè)位，且每一個(gè)高位轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路根據(jù)該溫度計(jì)碼的相對(duì)應(yīng)的位輸出一差動(dòng)信號(hào)到相對(duì)應(yīng)的第一晶體管的控制端和第二晶體管的控制端，使該第一晶體管、該第二晶體管根據(jù)該差動(dòng)信號(hào)的相位變化而于導(dǎo)通與不導(dǎo)通間切換，以從該第一晶體管的第二端或該第二晶體管的第二端輸出相對(duì)應(yīng)的偏壓電流作為該正相位或該負(fù)相位的高階差動(dòng)電流，所述差動(dòng)信號(hào)的相位分別相關(guān)于該溫度計(jì)碼的該(2M-1)個(gè)位； 該第一至第(N-M)低位轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路分別接收所對(duì)應(yīng)該二進(jìn)制信號(hào)的該(N-M)個(gè)位，且每一個(gè)低位轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路根據(jù)該二進(jìn)制信號(hào)的相對(duì)應(yīng)的位輸出一差動(dòng)信號(hào)到相對(duì)應(yīng)的第一晶體管的控制端、第二晶體管的控制端，使該第一晶體管、該第二晶體管根據(jù)所對(duì)應(yīng)的差動(dòng)信號(hào)的相位變化而于導(dǎo)通與不導(dǎo)通間切換，以從該第一晶體管的第二端或該第二晶體管的第二端輸出相對(duì)應(yīng)的偏壓電流作為該正相位或該負(fù)相位的低階差動(dòng)電流； 該第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路，接收該固定差模信號(hào)，使該第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器的第一晶體管、第二晶體管其中之一導(dǎo)通且輸出I倍的偏壓電流值的低階差動(dòng)電流。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，在該時(shí)鐘信號(hào)處于該第二狀態(tài)時(shí)，該(2M_1)個(gè)高位轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路分別接收該重設(shè)信號(hào)中的(2M-1)個(gè)位，且每一個(gè)高位轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路根據(jù)該重設(shè)信號(hào)的相對(duì)應(yīng)位輸出一差動(dòng)信號(hào)到相對(duì)應(yīng)的第一晶體管的控制端、第二晶體管的控制端，使該第一晶體管、該第二晶體管根據(jù)該差動(dòng)信號(hào)的相位變化而于導(dǎo)通與不導(dǎo)通間切換，以從該第一晶體管的第二端或該第二晶體管的第二端輸出相對(duì)應(yīng)的偏壓電流作為該正相位或該負(fù)相位的高階差動(dòng)電流，所述差動(dòng)信號(hào)的相位分別相關(guān)于該重設(shè)信號(hào)的該(2M-1)個(gè)位； 該第一至第(N-M+1)低位轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路，皆接收該重設(shè)信號(hào)的另一個(gè)剩余位，且每一個(gè)低位轉(zhuǎn)換器的栓鎖電路根據(jù)該重設(shè)信號(hào)的該另一個(gè)剩余位輸出一差動(dòng)信號(hào)到相對(duì)應(yīng)的第一晶體管的控制端和第二晶體管的控制端，使該第一晶體管、該第二晶體管根據(jù)該差動(dòng)信號(hào)的相位變化而于導(dǎo)通與不導(dǎo)通間切換，以從該第一晶體管的第二端或該第二晶體管的第二端輸出相對(duì)應(yīng)的偏壓電流作為該正相位或該負(fù)相位的低階差動(dòng)電流，該N-M+1個(gè)差動(dòng)信號(hào)的相位皆相關(guān)于該重設(shè)信號(hào)的另一個(gè)剩余位。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述第一晶體管、所述第二晶體管皆是P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管，且所述第一晶體管、所述第二晶體管各自的第一端、第二端、控制端分別是源極、漏極、柵極。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該負(fù)載具有二個(gè)電阻，所述二個(gè)電阻分別電連接于所述第一晶體管的第二端與地之間、所述第二晶體管的第二端與地之間。
全文摘要
一種N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置，接收一數(shù)字信號(hào)和一時(shí)鐘信號(hào)，該時(shí)鐘信號(hào)在一第一狀態(tài)及一第二狀態(tài)間切換，且該N位數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換裝置包括一解碼器，將該數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成一具有多位的溫度計(jì)碼；一亂數(shù)產(chǎn)生器，輸出一呈亂數(shù)的重設(shè)信號(hào)，該重設(shè)信號(hào)具有多個(gè)交互隨機(jī)排列且排列方式隨不同時(shí)間變化的位，且該重設(shè)信號(hào)中的處于邏輯高電平的位的數(shù)目等于處于邏輯低電平的位的數(shù)目；及一轉(zhuǎn)換模塊，當(dāng)該時(shí)鐘信號(hào)處于該第一狀態(tài)時(shí)，該轉(zhuǎn)換模塊將該溫度計(jì)碼轉(zhuǎn)換成一相關(guān)于該數(shù)字信號(hào)的模擬電壓；當(dāng)該時(shí)鐘信號(hào)處于該第二狀態(tài)時(shí)，該轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)該重設(shè)信號(hào)將該模擬電壓歸零。本發(fā)明可增加無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍。
文檔編號(hào)H03M1/66GK102739256SQ201110092909
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者吳介琮, 曾偉信 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人交大思源基金會(huì)