數模轉換器電路和用於錯誤識別的方法
2023-04-27 21:00:16 3
專利名稱：數模轉換器電路和用於錯誤識別的方法
技術領域：
本發明涉 及一種數模轉換器電路(D/A轉換器)以及用於在數模轉換器中識別錯 誤的方法。
背景技術：
數模轉換器或數模變換器(DAU或DAC)在不同的實施形式中是已知的，並且 如果必須把比如存儲在存儲器組件中的數字數值轉換為(準)模擬電壓，那麼其總是被採用。在DAU中的錯誤經常導致整個電路的功能干擾。如果晶片製造商保證一定的最 大錯誤率，那麼這在必要時可以僅通過採用錯誤識別電路或測試電路來遵循。在US5 583 502A中示出了這樣一種D/A測試電路，在該D/A測試電路中針對 測試需要多個D/A轉換器，這導致相對高的硬體耗費。在其中所公開的電路中也可以在 正常運行期間不實施測試。而是把測試信號施加到特定的測試端子上，以檢驗D/A轉換 器的功能。從而期望簡化在D/A轉換器電路中的錯誤識別，並尤其是在線地、也即在運行 期間是可用的。
發明內容
根據本發明推薦了具有獨立權利要求所述特徵的數模轉換器電路以及用於錯誤 識別的方法。有利的擴展方案參見從屬權利要求的主題以及下面的說明。本發明所基於的想法是，如果預先給定跨越輸出信號整個幅度的多個區域，並 檢驗模擬輸出信號是否移動到基於數字輸入信號所應期待的區域中，那麼能夠提供簡單 並尤其在線實施的錯誤識別。這種電路可以以硬體尤其簡單地來實施，因為除了反正已 有的D/A轉換器電路之外，基本僅需要一些邏輯門、開關以及必要時的運放。為了檢驗 D/A轉換器尤其不需要額外的D/A轉換器。通過劃分區域來基本上識別相應高值比特 的錯誤，因為其基本上預先給定與一個區域的關聯性。從而能夠提供尤其廉價的錯誤識 另IJ。能夠在線地、也即基本在D/A轉換期間來識別在高值比特中所出現並從而使輸出信 號特別強地失真的錯誤。根據本發明的數模轉換器電路包含有多個部分電路，這些部分電路也可以包含 有共同的元件。尤其能夠完全或部分地通過一個電路來實現多個部分電路。用於把數位訊號轉換為模擬電壓的部分電路比如可以包含有R2R網絡。但應理 解為，所有類型的D/A變換器都適合作為本發明的D/A轉換器電路的部分電路。優選地該部分電路包含有至少一個窗口比較器，以確定模擬電壓所處的區域。 在此，可以採用可切換的窗口比較器或具有固定界限電壓的多個窗口比較器。窗口比較 器提供了要簡單地提供的如下可能性把模擬信號或模擬電壓的最大幅度劃分為多個區 域。這些窗口比較器優選地被構造為使得如果模擬電壓位於該窗口比較器的有關電壓區域中，那麼它在其輸出上就提供一個邏輯一。可切換的窗口比較器所具有的優點是， 在該組件上與相應個數的不可切換的比較器相比需要更少的面積。本發明的其他優點和擴展方案參見說明以及附圖。應理解的是，前述的以及下面還要解釋的特徵不僅能夠以相應說明的組合、而 且還以其他的組合或者單獨地採用，而不脫離本發明的範疇。本發明藉助附圖中的實施例來示意性示出，並在下文中參照附圖來詳細解釋。
圖1示出了根據本發明的D/A轉換器電路的一個第一優選實施形式的電路圖。圖2示出了根據本發明的D/A轉換器電路的一個第二優選實施形式的電路圖。圖3示出了窗口比較器的一個可能的實施形式的電路圖。 圖4示出了模擬輸出電壓在多個區域中的一種可能的劃分。
具體實施例方式在圖1中示出了根據本發明的D/A轉換器電路的一個第一優選實施形式100的 電路圖。該D/A轉換器電路把數位訊號d轉換為模擬電壓U。ut。為此它具有一個第一部 分電路110，用於把該數位訊號d轉換為模擬電壓U。ut。該第一部分電路110比如可以作 為R2R網絡來實施，或者包含有其他任意類型的DAU。為了進行檢驗或錯誤識別，該D/A轉換器電路100此外還具有第二部分電路120 用於確定該數位訊號d所處的第一區域，具有第三部分電路130用於確定該模擬電壓U。ut 所處的第二區域，以及具有第四部分電路140用於把該第一區域與第二區域相比較。該 D/A轉換器電路100還具有第五部分電路150，用於藉助該第四部分電路140的輸出的評 估來提供一個錯誤信號f。該第二部分電路120在此作為選擇器來構造，其具有輸入以及在所示的例子中 的三個輸出Si、s2和S3。該選擇器被設置用於確定該數位訊號d所處的第一區域。為 此，其在內部比如由多個邏輯門來構造，以便——針對3比特數位訊號d(d0、dl、d2)的 本例子——提供以下的真值表
數位訊號選擇器區域
d2 I dl I d0 s3 I s2 I si
0 0 0 ~I0 0
00 ~ 1 1 0 ~0~ 3Q ι ~ Q 1 Q " Q _
0 1 ~ 1 0 1 ~0~
10 " O ~ ~ 1 ~~0 ~ 2
1 0 一 1 ~~ ~ 1 " 0 _
1 1 一 0 0 O ' 1. .
~ |ι|ι|ο|ο1ι1數字值與區域的分配由專業人員來決定。該第三部分電路130構造用於確定該模擬電壓U。ut所處的第二區域。在所示的例子中該第三部分電路130包含有三個窗口比較器131、132和133，為其設置了不同的電 壓窗口。該窗口比較器131、132和133的電壓窗口或電壓區域符合目的地來設置，使得 其跨越該DAU 110的可能的電壓輸出區域(O-Umax)。對此示例的一個可能的實施形式 稍後藉助圖3來解釋。該窗口比較器131至133在其各自的輸出cl、c2及C3上指示該 輸入電壓U。ut是否位於分別所對應的電壓窗口中。如果該電壓U。ut位於相應的電壓窗口 中，那麼就在所屬的輸出Cl、c2及C3上輸出信號「1」，否則輸出信號「0」。該第四部分電路140構造用於把第一區域與第二區域相比較。為此在所示的例 子中它具有三個與門141、142、143，這些與門相應地與第二部分電路120的輸出si、 s2、s3之一以及與第三部分電路130的輸出cl、C2、C3之一相連接。該第四部分電路 140在所示的例子中再次具有三個輸出bl、b2、b3，以指示比較結果。該第五部分電路150在此作為檢測器來構造，以根據第四部分電路140的輸出 bl、b2、b3來生成錯誤信號f。該檢測器150在此比如藉助另一真值表來生成錯誤信號。 在所示的例子中，如果僅一個輸入信號b0、bl、b2有效或是「1」，那麼該電路就正好 無錯誤地工作。這通過該檢測器的以下真值表來示出。
權利要求
1.一種數模轉換器電路(100; 200)，其具有第一部分電路(110 ； 210)，該第一部分電路(110 ； 210)用於把數位訊號(d)轉換為 模擬電壓(U。ut)，第二部分電路(120 ； 220)，該第二部分電路(120 ； 220)用於確定該數位訊號(d)所 處的第一區域(411，412，413)，第三部分電路(130 ； 230)，該第三部分電路(130 ； 230)用於確定該模擬電壓(U。ut) 所處的第二區域(421，422，413)，以及第四部分電路(140; 230)，該第四部分電路(140; 230)用於把該第一區域(411， 412，413)與該第二區域(421，422，413)相比較。
2.根據權利要求1所述的數模轉換器電路(100； 200)，其具有第五部分電路(150 ； 230)，該第五部分電路(150 ； 230)用於藉助該第四部分電路(140 ； 230)的輸出(bl， b2，b3 ； bl, b2)來提供錯誤信號(f)。
3.根據權利要求2所述的數模轉換器電路(100； 200)，其中該第四部分電路(140 ； 230)和第五部分電路(150 ； 230)在一個部分電路中實現。
4.根據前述權利要求之一所述的數模轉換器電路(100;200)，其中該第三部分電路 (130 ； 230)包含有至少一個窗口比較器(131，132，133 ； 230)。
5.根據權利要求4所述的數模轉換器電路(100)，其中該第三部分電路(130)包含有 針對每個可能的第二區域(421，422，423)的窗口比較器(131，132，133)。
6.根據權利要求4所述的數模轉換器電路(200)，其中該第三部分電路包含有能切換 的窗口比較器(230)。
7.根據前述權利要求之一所述的數模轉換器電路(100;200)，其中該第四部分電路 (140 ； 230)包含有至少一個與門(141，142，143 ； 233)或與非門。
8.根據前述權利要求之一所述的數模轉換器電路(100;200)，其中至少一個部分電 路包含有多個邏輯門。
9.一種用於在數模轉換器電路(100 ； 200)中識別錯誤的方法，其中將數位訊號(d)轉換為模擬電壓(U。ut)，確定該數位訊號(d)所處的第一區域(411，412，413)，確定該模擬電壓(U。ut)所處的第二區域(421，422，423)，確定該第一區域(411，412，413)是否與該第二區域(421，422，423)相一致，以及如果該第一區域(411，412，413)與該第二區域(421，422，423)不一致，那麼就識 別出錯誤。
10.根據權利要求9所述的方法，其中基本與信號轉換同時地執行錯誤識別。
全文摘要
本發明涉及數模轉換器電路和用於錯誤識別的方法。該數模轉換器電路(100)具有用於把數位訊號(d)轉換為模擬電壓(Uout)的第一部分電路(110)，用於確定該數位訊號(d)所處的第一區域的第二部分電路(120)，用於確定該模擬電壓(Uout)所處的第二區域的第三部分電路(130)，以及用於把該第一區域與該第二區域相比較的第四部分電路(140)。本發明還涉及用於在一種數模轉換器電路(100)中進行錯誤識別的方法。
文檔編號H03M1/66GK102025376SQ20101028288
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月15日 優先權日2009年9月16日
發明者N·克爾 申請人:羅伯特.博世有限公司