專利名稱：A/d轉(zhuǎn)換器、d/a轉(zhuǎn)換器和電壓源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將模擬輸入電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出值的A/D轉(zhuǎn)換器、將數(shù)字輸入值轉(zhuǎn)換為模擬輸出電壓的D/A轉(zhuǎn)換器，以及使用D/A轉(zhuǎn)換器的電壓源。
背景技術(shù)：
A/D轉(zhuǎn)換器將模擬輸入電壓與參考電壓進(jìn)行比較，并基于模擬輸入電壓和參考電壓的比來將模擬輸入電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出值。例如，當(dāng)模擬輸入電壓是Vin，而參考電壓是Vref時(shí)，10位A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出值Dout由下面的表達(dá)式(1)表示。
Dout＝(Vin/Vref)×1024...(1)D/A轉(zhuǎn)換器根據(jù)參考電壓將數(shù)字輸入值轉(zhuǎn)換為模擬輸出電壓。使用D/A轉(zhuǎn)換器的電壓源從D/A轉(zhuǎn)換器輸出模擬輸出電壓作為該電壓源的輸出電壓。例如，在8位D/A轉(zhuǎn)換器中，模擬輸出電壓由下面的表達(dá)式(2)來表示，其中數(shù)字輸入值是Din，參考電壓是Vref。
Vout＝(Din/256)×Vref...(2)從表達(dá)式(1)、(2)可很清楚地看出，A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換的精度依賴于參考電壓的精度。因此，為了提高A/D轉(zhuǎn)換或D/A轉(zhuǎn)換的精度，使用例如帶隙參考電路作為參考電壓產(chǎn)生電路，以獲得高精度的參考電壓。半導(dǎo)體PN結(jié)的電勢差在恒定偏置電流下具有對絕對溫度的負(fù)線性依賴。由互不相同的電流密度所偏置的兩個(gè)PN結(jié)之間的電勢差與絕對溫度成比例。帶隙參考電路利用這些特性來產(chǎn)生不依賴于于溫度的精確的參考電壓。
而且，日本未審查專利申請公開No.2000-31823公開了即使當(dāng)參考電壓波動時(shí)仍能提供高精度的數(shù)字輸出值的A/D轉(zhuǎn)換器。首先，該A/D轉(zhuǎn)換器比較兩個(gè)數(shù)字輸出值從而計(jì)算熱敏電阻的阻值，其中第一個(gè)數(shù)字輸出值是通過對依賴于電源電壓和溫度的熱敏電阻的電壓進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換而獲得的，第二個(gè)數(shù)字輸出值是通過根據(jù)參考電壓，對只依賴于電源電壓的電阻的電壓進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換而獲得的。然后，使用計(jì)算得到的阻值和熱敏電阻的溫度特性，求得此刻的溫度，以使用所求得的溫度來求得只具有溫度依賴性的二極管電壓。然后，通過使用所求得的電壓和通過根據(jù)參考電壓而對所求得的電壓進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換而獲得的數(shù)字輸出值的算術(shù)運(yùn)算，來估計(jì)參考電壓。通過根據(jù)所估計(jì)的參考電壓來矯正來自A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字輸出值，可獲得高精度的數(shù)字輸出值。
而且，日本未審查專利申請公開No.2000-201076公開了一種A/D轉(zhuǎn)換器，其根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換速率來控制用于模擬輸入電壓和參考電壓的比較電路的電流消耗和參考電壓產(chǎn)生電路的電流消耗，從而可以希望的A/D轉(zhuǎn)換速率進(jìn)行高效率的A/D轉(zhuǎn)換而沒有任何不必要的功耗。
同時(shí)，如果A/D轉(zhuǎn)換器的用戶知道A/D轉(zhuǎn)換時(shí)的參考電壓值，他或她就可以通過使用A/D轉(zhuǎn)換時(shí)的參考電壓值來矯正來自A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出值，從而獲知精確地代表了模擬輸入電壓的數(shù)字值，而不論參考電壓的精度如何。但是，傳統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換器的參考電壓的標(biāo)準(zhǔn)值是指定的，而并非參考電壓的實(shí)際值。因此，A/D轉(zhuǎn)換器的用戶無法知道A/D轉(zhuǎn)換時(shí)的參考電壓值。這使得A/D轉(zhuǎn)換器的制造廠商在A/D轉(zhuǎn)換器的制造過程中，必須將參考電壓調(diào)整在預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)(使用標(biāo)準(zhǔn)值作為參考而確定的范圍)以保證A/D轉(zhuǎn)換精度。如果有A/D轉(zhuǎn)換器的參考電壓范圍未調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，它就會被認(rèn)為是有缺陷的，結(jié)果導(dǎo)致了A/D轉(zhuǎn)換器較低的產(chǎn)率。這種問題也發(fā)生在D/A轉(zhuǎn)換器或使用D/A轉(zhuǎn)換器的電壓源中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種A/D轉(zhuǎn)換器，從該A/D轉(zhuǎn)換器可獲得精確地代表了模擬輸入電壓的數(shù)字值，而不論參考電壓的精度如何。本發(fā)明的另一目的在于提供一種D/A轉(zhuǎn)換器，其可產(chǎn)生精確的模擬輸出電壓，而不論參考電壓的精度如何。本發(fā)明的另一目的在于提供一種電壓源，其可產(chǎn)生精確的輸出電壓，而不論參考電壓的精度如何。本發(fā)明的另一目的在于提高A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器和電壓源的產(chǎn)率。
根據(jù)本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換器的一個(gè)方面，參考電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生參考電壓。A/D轉(zhuǎn)換電路將模擬輸入電壓與參考電壓進(jìn)行比較，以將模擬輸入電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出值。測量值存儲電路預(yù)先存儲參考電壓的測量值并輸出所存儲的測量值。例如，在A/D轉(zhuǎn)換器的制造過程中，在預(yù)定溫度下測量參考電壓，以將測量值存儲在測量值存儲電路中。
A/D轉(zhuǎn)換器的用戶可獲得對應(yīng)于A/D轉(zhuǎn)換時(shí)的參考電壓的值的參考電壓的測量值。這使得A/D轉(zhuǎn)換器的用戶可使用從測量值存儲電路輸出的參考電壓的測量值，矯正來自A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字輸出值，并獲得精確地代表了模擬輸入電壓的數(shù)字值，而不論參考電壓的精度如何。而且，本發(fā)明的應(yīng)用使得A/D轉(zhuǎn)換器的制造廠商在制造過程中不必調(diào)整參考電壓到標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)；因此，他們可將參考電壓的范圍未調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器作為無缺陷產(chǎn)品來出貨，而它們傳統(tǒng)上被認(rèn)為是有缺陷的。這實(shí)現(xiàn)了提高A/D轉(zhuǎn)換器的產(chǎn)率。
在本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換器的上述方面的優(yōu)選示例中，測量值存儲電路保持對應(yīng)于溫度的參考電壓的測量值。溫度信息保持電路保持代表了A/D轉(zhuǎn)換器的當(dāng)前環(huán)境溫度的溫度信息。輸出控制電路從存儲在測量值存儲電路中的測量值中選擇對應(yīng)于由溫度信息保持電路所保持的溫度信息的測量值，以輸出所選擇的測量值。因此，從A/D轉(zhuǎn)換器輸出的參考電壓的測量值對應(yīng)于A/D轉(zhuǎn)換器的當(dāng)前環(huán)境溫度。這使得即使當(dāng)參考電壓隨A/D轉(zhuǎn)換器的環(huán)境溫度而改變時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換器的用戶也可穩(wěn)定地獲得精確地代表了模擬輸入電壓的數(shù)字值。
在本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換器的上述方面的優(yōu)選示例中，測量電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生用于溫度測量的隨A/D轉(zhuǎn)換器的環(huán)境溫度而變化的測量電壓。選擇電路選擇測量電壓作為模擬輸入電壓以輸出到A/D轉(zhuǎn)換電路，然后選擇外部輸入電壓用于輸出。換句話說，A/D轉(zhuǎn)換電路在測量電壓后對外部輸入電壓進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。響應(yīng)于選擇電路選擇測量電壓，溫度信息保持電路將從A/D轉(zhuǎn)換電路輸出的數(shù)字輸出值保持為溫度信息。使用A/D轉(zhuǎn)換電路來產(chǎn)生溫度信息使得可用簡單的電路配置來產(chǎn)生將被保持在溫度信息保持電路中的溫度信息。
在本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換器的上述方面的優(yōu)選示例中，測量電壓產(chǎn)生電路具有沒有溫度依賴性的第一電阻元件和有溫度依賴性的第二電阻元件。第一電阻元件和第二電阻元件串聯(lián)在參考電壓的供電線和地線之間。測量電壓是第一電阻元件和第二電阻元件之間的連接點(diǎn)的電壓。即，測量電壓依賴于第二電阻元件的溫度特性而變化。這方便了隨A/D轉(zhuǎn)換器的環(huán)境溫度而改變的測量電壓的產(chǎn)生。
在本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換器的上述方面的優(yōu)選示例中，測量電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生用于溫度測量的隨A/D轉(zhuǎn)換器的環(huán)境溫度而變化的測量電壓。選擇電路選擇測量電壓作為模擬輸入電壓以輸出到A/D轉(zhuǎn)換電路，然后輸出外部輸入電壓。即，A/D轉(zhuǎn)換電路在測量電壓后對外部輸入電壓進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。響應(yīng)于選擇電路選擇測量電壓，溫度信息保持電路將對應(yīng)于外部控制電路根據(jù)從A/D轉(zhuǎn)換電路輸出的數(shù)字輸出值而求得的溫度的數(shù)字值保持為溫度信息。
A/D轉(zhuǎn)換器的用戶可在令外部控制電路改變將作為溫度信息而被保持在溫度信息保持電路中的數(shù)字值的同時(shí)順序獲得參考電壓的測量值，從而獲知參考電壓的溫度特性。因此，例如，即使當(dāng)沒有對應(yīng)于A/D轉(zhuǎn)換器的當(dāng)前環(huán)境溫度的可用的測量值時(shí)，也可通過使用所獲得的參考電壓的溫度特性來矯正來自A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字輸出值，從而獲知以較高精度代表了模擬輸入電壓的數(shù)字值。這使得減小了安裝在A/D轉(zhuǎn)換器中的測量值存儲電路的規(guī)模，并簡化了A/D轉(zhuǎn)換器的電路配置。
在本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換器的上述方面的優(yōu)選示例中，標(biāo)準(zhǔn)值存儲電路中預(yù)先存儲了參考電壓的標(biāo)準(zhǔn)值并輸出所存儲的標(biāo)準(zhǔn)值。矯正電路根據(jù)參考電壓的測量值和標(biāo)準(zhǔn)值將來自A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字輸出值矯正為其基本值是參考電壓的標(biāo)準(zhǔn)值的數(shù)字值，并輸出該數(shù)字值。這使得A/D轉(zhuǎn)換器的用戶可穩(wěn)定地獲得精確地代表了模擬輸入電壓的數(shù)字值，而不必矯正來自A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字輸出值。
根據(jù)本發(fā)明的D/A轉(zhuǎn)換器的一個(gè)方面，參考電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生參考電壓。D/A轉(zhuǎn)換電路根據(jù)參考電壓將數(shù)字輸入值轉(zhuǎn)換為模擬輸出電壓。測量值存儲電路中預(yù)先存儲參考電壓的測量值，并輸出所存儲的測量值。例如，在D/A轉(zhuǎn)換器的制造過程中，在預(yù)定溫度下測量參考電壓以存儲在測量值存儲電路中。
D/A轉(zhuǎn)換器電路的用戶可獲得對應(yīng)于D/A轉(zhuǎn)換時(shí)的參考電壓的值的參考電壓的測量值。因此，將其基本值為來自測量值存儲電路的參考電壓的測量值的數(shù)字值作為數(shù)字輸入值提供給D/A轉(zhuǎn)換電路，從而可產(chǎn)生其精度不依賴于參考電壓的精度的模擬輸出電壓。另外，D/A轉(zhuǎn)換器的制造廠商在D/A轉(zhuǎn)換器的制造過程中，不必將參考電壓調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，因此應(yīng)用本發(fā)明，他們可將參考電壓的范圍未調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的D/A轉(zhuǎn)換器作為無缺陷產(chǎn)品出貨，而它們傳統(tǒng)上被認(rèn)為是有缺陷的。這實(shí)現(xiàn)了提高D/A轉(zhuǎn)換器的產(chǎn)率。
在本發(fā)明的D/A轉(zhuǎn)換器的上述方面的優(yōu)選示例中，測量值存儲電路存儲對應(yīng)于溫度的參考電壓的測量值。測量電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生用于溫度測量的隨D/A轉(zhuǎn)換器的環(huán)境溫度而變化的測量電壓。A/D轉(zhuǎn)換電路對作為模擬輸入電壓的測量電壓和參考電壓進(jìn)行比較，以將測量電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出值。輸出控制電路從存儲在測量值存儲電路中存儲的測量值中選擇對應(yīng)于來自A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字輸出值的測量值，以輸出所選擇的測量值。因此，從D/A轉(zhuǎn)換器輸出的參考電壓的測量值對應(yīng)于D/A轉(zhuǎn)換器的當(dāng)前環(huán)境溫度。這使得即使當(dāng)參考電壓隨D/A轉(zhuǎn)換器的環(huán)境溫度而變化時(shí)，也可穩(wěn)定地產(chǎn)生精確的模擬輸出電壓。
在本發(fā)明的D/A轉(zhuǎn)換器的上述方面的優(yōu)選示例中，測量電壓產(chǎn)生電路具有沒有溫度依賴性的第一電阻元件和有溫度依賴性的第二電阻元件。第一電阻元件和第二電阻元件串聯(lián)在參考電壓的供電線和地線之間。測量電壓是第一電阻元件和第二電阻元件之間的連接點(diǎn)的電壓。這意味著測量電壓依賴于第二電阻元件的溫度特性而變化。這方便了隨D/A轉(zhuǎn)換器的環(huán)境溫度而改變的測量電壓的產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明的電壓源的一個(gè)方面，輸出電壓設(shè)置電路用于設(shè)置對應(yīng)于希望的輸出電壓的數(shù)字值。D/A轉(zhuǎn)換器使用所設(shè)置的數(shù)字值作為數(shù)字輸入值，其具有參考電壓產(chǎn)生電路、D/A轉(zhuǎn)換電路，以及測量值存儲電路。參考電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生參考電壓。D/A轉(zhuǎn)換電路根據(jù)參考電壓將數(shù)字輸入值轉(zhuǎn)換為模擬輸出電壓，并輸出模擬輸出電壓作為電壓源的輸出電壓。測量值存儲電路中預(yù)先存儲參考電壓的測量值，并所述所存儲的測量值。例如，在電壓源的制造過程中，在預(yù)定溫度下測量參考電壓，以將測量值存儲在測量值存儲電路中。
電壓源的用戶可獲知對應(yīng)于D/A轉(zhuǎn)換時(shí)的參考電壓的值的參考電壓的測量值。因此，使用輸出電壓設(shè)置電路將其基本值為從測量值存儲電路輸出的參考電壓的測量值的數(shù)字值，從而可產(chǎn)生其精度不依賴于參考電壓的精度的輸出電壓。而且，電壓源的制造廠商在電壓源的制造過程中，不必將參考電壓調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，因此應(yīng)用本發(fā)明，他們可將參考電壓的范圍未調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的電壓源作為無缺陷產(chǎn)品出貨，而它們傳統(tǒng)上被認(rèn)為是有缺陷的。這實(shí)現(xiàn)了提高電壓源的產(chǎn)率。
在本發(fā)明的電壓源的上述方面的優(yōu)選示例中，D/A轉(zhuǎn)換器包括其中存儲了對應(yīng)于溫度的參考電壓的測量值的測量值存儲電路、測量電壓產(chǎn)生電路、A/D轉(zhuǎn)換電路，以及輸出控制電路。測量電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生用于溫度測量的隨電壓源的環(huán)境溫度而變化的測量電壓。A/D轉(zhuǎn)換電路將測量電壓作為模擬輸入電壓與參考電壓進(jìn)行比較，以將測量電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出值。輸出控制電路從存儲在測量值存儲電路中的測量值中選擇對應(yīng)于來自A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字輸出值的測量值，以輸出所選擇的測量值。因此，從電壓源輸出的參考電壓的測量值對應(yīng)于電壓源的當(dāng)前環(huán)境溫度。這實(shí)現(xiàn)了即使當(dāng)參考電壓隨電壓源的環(huán)境溫度而變化時(shí)，也能穩(wěn)定地產(chǎn)生精確的輸出電壓。
在本發(fā)明的電壓源的上述方面的優(yōu)選示例中，測量電壓產(chǎn)生電路具有沒有溫度依賴性的第一電阻元件和有溫度依賴性的第二電阻元件。第一電阻元件和第二電阻元件串聯(lián)在參考電壓的供電線和地線之間。測量電壓是第一電阻元件和第二電阻元件之間的連接點(diǎn)的電壓。即，測量電壓依賴于第二電阻元件的溫度特性而變化。這方便了隨電壓源的環(huán)境溫度而改變的測量電壓的產(chǎn)生。


結(jié)合附圖來閱讀下面的詳細(xì)說明，可更清楚地理解本發(fā)明的本質(zhì)、原理和使用，附圖中類似的部件由相同的標(biāo)號標(biāo)出，在附圖中圖1的方框圖示出了本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換器的第一原理；圖2的方框圖示出了本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換器的第二原理；圖3的方框圖示出了本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換器的第三原理；圖4的方框圖示出了本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換器的第四原理；圖5的方框圖示出了本發(fā)明的D/A轉(zhuǎn)換器的第一原理；圖6的方框圖示出了本發(fā)明的D/A轉(zhuǎn)換器的第二原理；圖7的方框圖示出了本發(fā)明的電壓源的第一原理；圖8的方框圖示出了本發(fā)明的電壓源的第二原理；圖9的方框圖示出了本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換器的第一實(shí)施例；圖10的電路圖示出了帶隙參考電路的示例；圖11的方框圖示出了本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換器的第二實(shí)施例；圖12的方框圖示出了本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換器的第三實(shí)施例；圖13的方框圖示出了本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換器的第四實(shí)施例；圖14的方框圖示出了本發(fā)明的D/A轉(zhuǎn)換器的第一實(shí)施例；圖15的方框圖示出了本發(fā)明的D/A轉(zhuǎn)換器的第二實(shí)施例；圖16的方框圖示出了本發(fā)明的電壓源的第一實(shí)施例；圖17的方框圖示出了本發(fā)明的電壓源的第二實(shí)施例；具體實(shí)施方式
下面使用附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1示出了本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換器的第一基本原理。A/D轉(zhuǎn)換器10具有參考電壓產(chǎn)生電路11、A/D轉(zhuǎn)換電路12，以及測量值存儲電路13。參考電壓產(chǎn)生電路11產(chǎn)生參考電壓Vref以將其輸出到A/D轉(zhuǎn)換電路12。A/D轉(zhuǎn)換電路12比較模擬輸入電壓Vin和參考電壓Vref，以將模擬輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出值Dout并輸出該數(shù)字輸出值Dout。測量值存儲電路13預(yù)先存儲參考電壓Vref的測量值并輸出所存儲的測量值。
圖2示出了本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換器的第二基本原理。相同的標(biāo)號和符號用于標(biāo)記與圖1中描述的元件相同的元件，并不再給出對其的描述。A/D轉(zhuǎn)換器20具有參考電壓產(chǎn)生電路11、A/D轉(zhuǎn)換電路12、保持對應(yīng)于多個(gè)溫度的參考電壓Vref的多個(gè)測量值的測量值存儲電路13、測量電壓產(chǎn)生電路21、選擇電路22、用于保持代表了A/D轉(zhuǎn)換器20的當(dāng)前環(huán)境溫度的溫度信息的溫度信息保持電路23，以及輸出控制電路24。
測量電壓產(chǎn)生電路21產(chǎn)生用于溫度測量的測量電壓Vm，其隨A/D轉(zhuǎn)換器20的環(huán)境溫度而變化。例如，測量電壓產(chǎn)生電路21具有沒有溫度依賴性的第一電阻元件R1和有溫度依賴性的第二電阻元件R2。第一電阻元件R1和第二電阻元件R2串聯(lián)在參考電壓Vref的供電線和地線之間。測量電壓Vm是第一電阻元件R1和第二電阻元件R2之間的連接點(diǎn)N的電壓。因此，測量電壓Vm根據(jù)第二電阻元件R2的溫度特性而變化。
作為A/D轉(zhuǎn)換電路12的模擬輸入電壓Vin，選擇電路22選擇外部輸入電壓VEin用于在測量電壓Vm后輸出。換句話說，A/D轉(zhuǎn)換電路12在測量電壓Vm之后對外部輸入電壓VEin進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。作為選擇電路22選擇測量電壓Vm的結(jié)果，溫度信息保持電路23將從A/D轉(zhuǎn)換電路12輸出的數(shù)字輸出值Dout保持為溫度信息。輸出控制電路24從存儲在測量值存儲電路13中的測量值中選擇對應(yīng)于溫度信息保持電路23所保持的溫度信息的測量值，以輸出所選擇的測量值。
圖3示出了本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換器的第三基本原理。相同的標(biāo)號和符號用于標(biāo)記與圖1和圖2中描述的元件相同的元件，并不再給出對其的描述。A/D轉(zhuǎn)換器30與圖2的A/D轉(zhuǎn)換器20相同，除了它用溫度信息保持電路31代替了溫度信息保持電路23。溫度信息保持電路31將對應(yīng)于溫度的數(shù)字值保持為溫度信息，所述數(shù)字值是基于從A/D轉(zhuǎn)換電路12輸出的作為選擇電路22對測量電壓Vm的選擇結(jié)果的數(shù)字輸出值Dout而由外部控制電路32求得的。
圖4示出了本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換器的第四基本原理。相同的標(biāo)號和符號用于標(biāo)記與圖1所描述的元件相同的元件，并不再給出對其的描述。通過對圖1中的A/D轉(zhuǎn)換器10增加標(biāo)準(zhǔn)值存儲電路41和矯正電路42來配置A/D轉(zhuǎn)換器40。標(biāo)準(zhǔn)值存儲電路41中預(yù)先存儲了參考電壓Vref的標(biāo)準(zhǔn)值，并輸出所存儲的標(biāo)準(zhǔn)值到矯正電路42。根據(jù)來自測量值存儲電路13的參考電壓Vref的測量值和來自標(biāo)準(zhǔn)值存儲電路41的參考電壓Vref的標(biāo)準(zhǔn)值，矯正電路42將來自A/D轉(zhuǎn)換電路12的數(shù)字輸出值Dout矯正為其基本值是參考電壓Vref的標(biāo)準(zhǔn)值的數(shù)字值，并輸出該數(shù)字值。
圖5示出了本發(fā)明的D/A轉(zhuǎn)換器的第一基本原理。D/A轉(zhuǎn)換器50具有參考電壓產(chǎn)生電路51、D/A轉(zhuǎn)換電路52，以及測量值存儲電路53。參考電壓產(chǎn)生電路51產(chǎn)生參考電壓Vref以將其輸出到D/A轉(zhuǎn)換電路52。D/A轉(zhuǎn)換電路52根據(jù)參考電壓Vref，將數(shù)字輸入值Din轉(zhuǎn)換為模擬輸出電壓Vout，以輸出該模擬輸出電壓Vout。測量值存儲電路53預(yù)先存儲參考電壓Vref的測量值，并輸出所存儲的測量值。
圖6示出了本發(fā)明的D/A轉(zhuǎn)換器的第二基本原理。相同的標(biāo)號和符號用于標(biāo)記與圖5所描述的元件相同的元件，并不再給出對其的描述。D/A轉(zhuǎn)換器60具有參考電壓產(chǎn)生電路51、D/A轉(zhuǎn)換電路52、保持對應(yīng)于多個(gè)溫度的參考電壓Vref的多個(gè)測量值的測量值存儲電路53、測量電壓產(chǎn)生電路61、A/D轉(zhuǎn)換電路62，以及輸出控制電路63。
測量電壓產(chǎn)生電路61產(chǎn)生用于溫度測量的測量電壓Vm，其隨D/A轉(zhuǎn)換器60的環(huán)境溫度而變化。例如，測量電壓產(chǎn)生電路61具有沒有溫度依賴性的第一電阻元件R1和有溫度依賴性的第二電阻元件R2。第一電阻元件R1和第二電阻元件R2串聯(lián)在參考電壓Vref的供電線和地線之間。測量電壓Vm是第一電阻元件R1和第二電阻元件R2之間的連接點(diǎn)N的電壓。因此，測量電壓Vm根據(jù)第二電阻元件R2的溫度特性而變化。A/D轉(zhuǎn)換電路62將作為模擬輸入電壓的測量電壓Vm和參考電壓Vref進(jìn)行比較，以將測量電壓Vm轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出值Dout并將該數(shù)字輸出值Dout輸出到輸出控制電路63。輸出控制電路63從存儲在測量值存儲電路53中的測量值中選擇對應(yīng)于來自A/D轉(zhuǎn)換電路62的數(shù)字輸出值Dout的測量值，并輸出所選擇的測量值。
圖7示出了本發(fā)明的電壓源的第一基本原理。相同的標(biāo)號和符號用于標(biāo)記與圖5所描述的元件相同的元件，并不再給出對其的描述。電壓源70具有輸出電壓設(shè)置電路71和圖5所示的D/A轉(zhuǎn)換器50。在輸出電壓設(shè)置電路71設(shè)置對應(yīng)于希望的輸出電壓的數(shù)字值。D/A轉(zhuǎn)換器50使用所設(shè)置的數(shù)字值作為數(shù)字輸入值Din。D/A轉(zhuǎn)換器50的D/A轉(zhuǎn)換電路52輸出模擬輸出電壓Vout作為電壓源70的輸出電壓。
圖8示出了本發(fā)明的電壓源的第二基本原理。相同的標(biāo)號和符號用于標(biāo)記與圖5到圖7所描述的元件相同的元件，并不再給出對其的描述。電壓源80具有輸出電壓設(shè)置電路71和圖6中的D/A轉(zhuǎn)換器60。D/A轉(zhuǎn)換器60使用在輸出電壓設(shè)置電路71設(shè)置的數(shù)字值作為數(shù)字輸入值Din。D/A轉(zhuǎn)換器60的D/A轉(zhuǎn)換電路52輸出模擬輸出電壓Vout作為電壓源80的輸出電壓。
圖9示出了本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換器的第一實(shí)施例。A/D轉(zhuǎn)換器100是例如形成為半導(dǎo)體集成電路芯片的10位A/D轉(zhuǎn)換器，其具有參考電壓產(chǎn)生電路102、選擇電路104、A/D轉(zhuǎn)換電路106、10位寄存器108、ROM 110(測量值存儲電路)、10位寄存器112，以及控制整個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器100的控制電路114。
參考電壓產(chǎn)生電路102產(chǎn)生參考電壓Vref以將其輸出到A/D轉(zhuǎn)換電路106。參考電壓產(chǎn)生電路102例如由公知的帶隙參考電路BGR構(gòu)成，如圖10所示。帶隙參考電路BGR不依賴于環(huán)境溫度地穩(wěn)定地輸出硅帶隙電壓Vbgr(約1.2V)。
選擇電路104根據(jù)來自控制電路114的指令，選擇外部輸入電壓Vin0到Vinn中的一個(gè)，以將其作為模擬輸入電壓Vin輸出到A/D轉(zhuǎn)換電路106。根據(jù)來自控制電路114的指令，A/D轉(zhuǎn)換電路106將從選擇電路104輸出的模擬輸入電壓Vin和從參考電壓產(chǎn)生電路102輸出的參考電壓Vref進(jìn)行比較，以將模擬輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為10位數(shù)字輸出值Dout并輸出數(shù)字輸出值Dout到寄存器108。
例如，每次A/D轉(zhuǎn)換電路106執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，寄存器108接受從其輸出的數(shù)字輸出值Dout。寄存器108的寄存器值可通過外部接線端讀取。因此，A/D轉(zhuǎn)換器100的用戶(系統(tǒng))可通過讀取寄存器108的寄存器值來從獲得來自A/D轉(zhuǎn)換電路106的數(shù)字輸出值Dout(A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果)。
ROM 110是非易失性存儲器例如熔絲或EEPROM，它預(yù)先存儲參考電壓Vref的測量值(10位數(shù)字值)，并輸出所存儲的測量值到寄存器112。同時(shí)，雖然未在圖中示出，但是A/D轉(zhuǎn)換器100具有例如用于監(jiān)控參考電壓Vref的監(jiān)控墊、寫墊以及用于向ROM 110寫數(shù)據(jù)的寫電路。在A/D轉(zhuǎn)換器100的制造過程中的探針檢測(probe inspection)時(shí)，通過監(jiān)控墊在預(yù)定溫度下獲得參考電壓Vref的測量值，并通過寫墊和寫電路寫到ROM 110。
例如，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換器100開電重啟時(shí)，寄存器112接受從ROM 110輸出的參考電壓Vref的測量值。與寄存器108類似，可通過外部接線端讀取寄存器112的寄存器值。因此，A/D轉(zhuǎn)換器100的用戶可通過讀取寄存器112的寄存器值來獲得參考電壓Vref的測量值。
例如，當(dāng)參考電壓Vref的標(biāo)準(zhǔn)值是5.0V，模擬輸入電壓Vin的值是1.25V，并且A/D轉(zhuǎn)換時(shí)的參考電壓Vref的值是4.9V時(shí)，來自A/D轉(zhuǎn)換電路106的數(shù)字輸出值Dout(寄存器108的寄存器值)由表達(dá)式(1)給出為261。而且，從ROM 110輸出的參考電壓Vref的測量值(寄存器112的寄存器值)是1003，代表4.9V。因此，A/D轉(zhuǎn)換器100的用戶通過根據(jù)參考電壓Vref的標(biāo)準(zhǔn)值(1024)和測量值(1003)的比來矯正來自A/D轉(zhuǎn)換電路106的數(shù)字輸出值Dout(261)，可獲得精確地代表了模擬輸入電壓Vin(1.25V)的數(shù)字值(256)。
另一方面，關(guān)于傳統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換器，即沒有ROM 110的A/D轉(zhuǎn)換器，由于用戶不知道A/D轉(zhuǎn)換時(shí)的參考電壓Vref的值(4.9V)，他或她就不能矯正來自A/D轉(zhuǎn)換電路106的數(shù)字輸出值Dout(261)。結(jié)果這在模擬輸入電壓Vin的實(shí)際值和A/D轉(zhuǎn)換器的用戶所知的值之間造成了誤差。
如上所述，在本實(shí)施例中，A/D轉(zhuǎn)換器100的用戶使用通過讀取寄存器112的寄存器值而獲得的參考電壓Vref的測量值，來矯正通過讀取寄存器108的寄存器值而獲得的來自A/D轉(zhuǎn)換電路106的數(shù)字輸出值Dout，從而用戶可獲得精確地代表了模擬輸入電壓Vin的數(shù)字值(即外部輸入電壓Vin0到Vinn中的希望的外部輸入電壓)。而且，A/D轉(zhuǎn)換器100的生產(chǎn)廠商在A/D轉(zhuǎn)換器100的制造過程中，不需要調(diào)整參考電壓Vref到標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，因此他們可將具有未調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的參考電壓Vref的A/D轉(zhuǎn)換器作為無缺陷產(chǎn)品出貨，而它們傳統(tǒng)上被認(rèn)為是有缺陷的。這可提高A/D轉(zhuǎn)換器100的產(chǎn)率。
圖11示出了本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換器的第二實(shí)施例。相同的標(biāo)號和符號用于標(biāo)記與A/D轉(zhuǎn)換器的第一實(shí)施例所描述的元件相同的元件，并不再給出對其的詳細(xì)描述。類似于第一實(shí)施例的A/D轉(zhuǎn)換器100，A/D轉(zhuǎn)換器200是例如形成為半導(dǎo)體集成電路芯片的10位A/D轉(zhuǎn)換器，其具有參考電壓產(chǎn)生電路102、選擇電路204、A/D轉(zhuǎn)換器電路106、寄存器108、ROM210(測量值存儲電路、輸出控制電路)，10位寄存器212、控制整個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器200的控制電路214、10位寄存器216(溫度信息保持電路)，以及外部高精度寄存器R和熱敏電阻Th(測量電壓產(chǎn)生電路)。
高精度電阻R(第一電阻元件)和熱敏電阻Th(第二電阻元件)串聯(lián)在參考電壓Vref的供電線和地線之間。高精度電阻R和熱敏電阻Th的連接點(diǎn)N的電壓作為測量電壓Vm輸出到選擇電路204。高精度電阻R不具有溫度依賴性，換句話說，其阻值本質(zhì)上是恒定的，不論A/D轉(zhuǎn)換器200的環(huán)境溫度如何。熱敏電阻Th具有溫度依賴性，換句話說，其阻值根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器200的環(huán)境溫度而變化。這意味著測量電壓Vm根據(jù)熱敏電阻Th的溫度特性而變化，或隨著A/D轉(zhuǎn)換器200的環(huán)境溫度而變化。這樣的測量電壓Vm可由下式(3)表示。
Vm＝{Th/(R+Th)}×Vref...(3)根據(jù)來自控制電路214的指令，選擇電路204選擇測量電壓Vm和外部輸入電壓Vin0到Vinn中的一個(gè)以向A/D轉(zhuǎn)換電路106輸出所選擇的電壓作為模擬輸入電壓Vin?？刂齐娐?14指示選擇電路204首先響應(yīng)于A/D轉(zhuǎn)換請求而選擇測量電壓Vm，然后從外部輸入電壓Vin0到Vinn中選擇所希望的一個(gè)。隨同到選擇電路204的指令，控制電路214還指示A/D轉(zhuǎn)換電路106進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。
每當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換電路106對測量電壓Vm進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，寄存器216都接受從A/D轉(zhuǎn)換電路106輸出的數(shù)字輸出值Dout。對測量電壓Vm進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換所得到的數(shù)字輸出值Dout(寄存器216的寄存器值)由表達(dá)式(4)表示為表達(dá)式(1)和(3)的變形。由于高精度電阻R的阻值可被認(rèn)為是常數(shù)，所以對測量電壓Vm進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換所得到的數(shù)字輸出值Dout僅依賴于熱敏電阻Th的阻值，即A/D轉(zhuǎn)換器200的環(huán)境溫度。因此，該數(shù)字輸出值Dout可被用作代表了A/D轉(zhuǎn)換器200的環(huán)境溫度的溫度信息。
Dout＝{Th/(R+Th)}×1204 ...(4)與第一實(shí)施例中的ROM 110類似，ROM 210是非易失性存儲器例如熔絲或EEPROM，它預(yù)先存儲對應(yīng)于多個(gè)溫度的參考電壓Vref的多個(gè)測量值(10位數(shù)字值)。ROM 210選擇對應(yīng)于由寄存器216的寄存器值所代表的溫度的測量值以輸出到寄存器212。同時(shí)，與第一實(shí)施例的A/D轉(zhuǎn)換器100類似，雖然未在圖中示出，A/D轉(zhuǎn)換器200具有例如用于監(jiān)控參考電壓Vref的監(jiān)控墊、寫墊以及用于向ROM 210寫數(shù)據(jù)的寫電路。在A/D轉(zhuǎn)換器200制造過程中的探針檢測時(shí)，通過監(jiān)控墊在各種溫度條件下獲得參考電壓Vref的多個(gè)測量值，并通過寫墊和寫電路寫到ROM 210。
例如，每當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換電路106對外部輸入電壓Vin0到Vinn中的每一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，寄存器212都接受從ROM 210輸出的參考電壓Vref的測量值。通過外部接線端可讀取寄存器212的寄存器值。寄存器212所接受的參考電壓Vref的測量值對應(yīng)于最近對測量電壓Vm進(jìn)行的A/D轉(zhuǎn)換所得到的數(shù)字輸出值Dout，換句話說，它對應(yīng)于A/D轉(zhuǎn)換器200的當(dāng)前環(huán)境溫度。因此，A/D轉(zhuǎn)換器200的用戶通過讀取寄存器212的寄存器值，獲得對應(yīng)于A/D轉(zhuǎn)換器200的當(dāng)前環(huán)境溫度的參考電壓Vref的測量值。
使用上述結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施例中也可獲得與A/D轉(zhuǎn)換器的第一實(shí)施例相同的效果。另外，通過讀取寄存器212的寄存器值而獲得的參考電壓Vref的測量值對應(yīng)于A/D轉(zhuǎn)換器200的當(dāng)前環(huán)境溫度。這使得A/D轉(zhuǎn)換器200的用戶即使當(dāng)參考電壓Vref隨A/D轉(zhuǎn)換器200的環(huán)境溫度變化時(shí)，也可經(jīng)常地獲得精確地代表了模擬輸入電壓Vin的數(shù)字值。
圖12示出了本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換器的第三實(shí)施例。相同的標(biāo)號和符號用于標(biāo)記與A/D轉(zhuǎn)換器的第一和第二實(shí)施例所描述的元件相同的元件，并不再給出對其的詳細(xì)描述。A/D轉(zhuǎn)換器300具有10位寄存器316(溫度信息保持電路)代替第二實(shí)施例的A/D轉(zhuǎn)換器200的寄存器216。A/D轉(zhuǎn)換器300的其余部分與第二實(shí)施例的A/D轉(zhuǎn)換器相同。通過外部接線端可向寄存器316寫數(shù)據(jù)。而且，A/D轉(zhuǎn)換器300連接到系統(tǒng)板上的微控制器390(外部控制電路)。
在如上配置的A/D轉(zhuǎn)換器300中，微控制器390讀取對測量電壓Vm進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換而得到的寄存器108的寄存器值(來自A/D轉(zhuǎn)換電路106的數(shù)字輸出值Dout)，并使用所讀取的寄存器值，根據(jù)表達(dá)式(4)來計(jì)算熱敏電阻Th的阻值。然后，使用計(jì)算得到的阻值和熱敏電阻Th的溫度特性來求得A/D轉(zhuǎn)換器300的當(dāng)前環(huán)境溫度，并且對應(yīng)于所求得的溫度的數(shù)字值被寫入寄存器316。響應(yīng)于此，ROM 210向寄存器212輸出對應(yīng)于A/D轉(zhuǎn)換器300的當(dāng)前環(huán)境溫度的測量值。
使用上述結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施例中也可獲得與A/D轉(zhuǎn)換器的第一和第二實(shí)施例相同的效果。而且，為了獲得參考電壓Vref的溫度特性，A/D轉(zhuǎn)換器300的用戶通過讀取寄存器212的寄存器值而順序地獲得從ROM 210輸出的測量值，同時(shí)允許微控制器390改變要寫到寄存器316的數(shù)字值。于是，例如，當(dāng)對應(yīng)于A/D轉(zhuǎn)換器300的當(dāng)前環(huán)境溫度的測量值未存儲在ROM 210中時(shí)，可使用所獲得的參考電壓Vref的溫度特性來矯正來自A/D轉(zhuǎn)換電路106的數(shù)字輸出值Dout，從而獲得以較高精度代表了模擬輸入電壓Vin的數(shù)字值。這使得可減少ROM 210中要存儲的測量值的數(shù)量，即減小了ROM 210的容量并簡化了A/D轉(zhuǎn)換器300的電路配置。
圖13示出了本發(fā)明的A/D轉(zhuǎn)換器的第四實(shí)施例。相同的標(biāo)號和符號用于標(biāo)記與A/D轉(zhuǎn)換器的第一實(shí)施例所描述的元件相同的元件，并不再給出對其的詳細(xì)描述。A/D轉(zhuǎn)換器400被配置為向第一實(shí)施例的A/D轉(zhuǎn)換器100添加ROM 418(標(biāo)準(zhǔn)值存儲電路)和矯正電路420。類似于ROM110，ROM 418是非易失性存儲器例如熔絲或EEPROM，其預(yù)先存儲參考電壓Vref的標(biāo)準(zhǔn)值(10位數(shù)字值)，并向矯正電路420輸出所存儲的標(biāo)準(zhǔn)值。例如，在A/D轉(zhuǎn)換器400的制造過程中的探針檢測中，參考電壓Vref的標(biāo)準(zhǔn)值被寫到ROM 418，其測量值被寫到ROM 110。
根據(jù)來自ROM 110的測量值和來自ROM 418的標(biāo)準(zhǔn)值，矯正電路420將從寄存器108讀取的寄存器值即來自MD轉(zhuǎn)換電路106的數(shù)字輸出值Dout矯正為其基本值為參考電壓Vref的標(biāo)準(zhǔn)值的數(shù)字值Dout’，并輸出該數(shù)字值Dout’。矯正后的數(shù)字值Dout’由下式(5)表示，其中參考電壓Vref的測量值是X1，而參考電壓Vref的標(biāo)準(zhǔn)值是X2。因此，矯正電路420可很容易地用乘法電路和除法電路來配置。
Dout’＝(X2/X1)×Dout...(5)使用上述結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施例中可獲得與第一實(shí)施例相同的效果。另外，由于來自A/D轉(zhuǎn)換電路106的數(shù)字輸出值Dout(從寄存器108讀取的寄存器值)在A/D轉(zhuǎn)換器400內(nèi)被矯正，所以A/D轉(zhuǎn)換器400的用戶可恒定地獲得精確地代表了模擬輸入電壓Vin的數(shù)字值Dout’，而不必矯正來自A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字輸出值Dout。
圖14示出了本發(fā)明的D/A轉(zhuǎn)換器的第一實(shí)施例。D/A轉(zhuǎn)換器500是例如形成為半導(dǎo)體集成電路芯片的8位D/A轉(zhuǎn)換器，其具有參考電壓產(chǎn)生電路502、8位寄存器504、D/A轉(zhuǎn)換電路506、ROM 508(測量值存儲電路)，以及8位寄存器510。參考電壓產(chǎn)生電路502產(chǎn)生參考電壓Vref以將其輸出到D/A轉(zhuǎn)換電路506。參考電壓產(chǎn)生電路502的構(gòu)成例如使用了公知的帶隙參考電路BGR，如圖10所示?？赏ㄟ^外部接線端向寄存器504寫數(shù)據(jù)。寄存器504輸出其寄存器值作為D/A轉(zhuǎn)換電路506的數(shù)字輸入值Din。
響應(yīng)于向寄存器504寫數(shù)據(jù)，寄存器504輸出數(shù)字輸入值Din。D/A轉(zhuǎn)換電路506接收數(shù)字輸入值Din，并根據(jù)從參考電壓產(chǎn)生電路502輸出的參考電壓Vref，將Din轉(zhuǎn)換到模擬輸出電壓，以將該模擬輸出電壓輸出為外部輸出電壓Vout0到Vout中希望的那一個(gè)。ROM 508是非易失性存儲器例如熔絲或EEPROM，其預(yù)先存儲參考電壓Vref的測量值(8位數(shù)字值)，以向寄存器510輸出所存儲的測量值。同時(shí)，雖然未在圖中示出，但D/A轉(zhuǎn)換器500具有例如用于監(jiān)控參考電壓Vref的監(jiān)控墊、寫墊以及用于向ROM 508寫數(shù)據(jù)的寫電路。在D/A轉(zhuǎn)換器500的制造過程中的探針檢測時(shí)，通過監(jiān)控墊獲得預(yù)定溫度下參考電壓Vref的測量值，并通過寫墊和寫電路寫到ROM 508。
例如，在D/A轉(zhuǎn)換器500開電重啟時(shí)，寄存器510接受從ROM 508輸出的參考電壓Vref的測量值。通過外部接線端可讀取寄存器510的寄存器值。因此，D/A轉(zhuǎn)換器500的用戶可通過讀寄存器510的寄存器值來獲得參考電壓Vref的測量值。
使用如上配置的D/A轉(zhuǎn)換器500，用戶讀取寄存器510的寄存器值以獲得對應(yīng)于D/A轉(zhuǎn)換時(shí)參考電壓Vref的值的參考電壓Vref的測量值。然后，D/A轉(zhuǎn)換器500的用戶向寄存器504寫入其基本值為參考電壓Vref的測量值的數(shù)字值，于是外部輸出電壓Vout0到Voutn(模擬輸出電壓)被精確地產(chǎn)生，而不論參考電壓Vref的精度如何。
如上所述，在本實(shí)施例中，向D/A轉(zhuǎn)換電路506提供作為數(shù)字輸入值Din的其基本值為從ROM 508輸出的參考電壓Vref的測量值的數(shù)字值，于是外部輸出電壓Vout0到Voutn可被精確地產(chǎn)生，而不論參考電壓Vref的精度如何。另外，在D/A轉(zhuǎn)換器500的制造過程中，D/A轉(zhuǎn)換器500的制造廠商不需調(diào)整參考電壓Vref到標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)；因此，他們可將參考電壓Vref的范圍未調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)的D/A轉(zhuǎn)換器作為無缺陷產(chǎn)品出貨，而它們在傳統(tǒng)上被認(rèn)為是有缺陷的。這可提高D/A轉(zhuǎn)換器500的產(chǎn)率。
圖15示出了本發(fā)明的D/A轉(zhuǎn)換器的第二實(shí)施例。相同的標(biāo)號和符號用于表示與D/A轉(zhuǎn)換器的第一實(shí)施例所描述的元件相同的元件，并且不再給出對其的詳細(xì)描述。類似于第一實(shí)施例的D/A轉(zhuǎn)換器500，D/A轉(zhuǎn)換器600是例如形成為半導(dǎo)體集成電路芯片的8位D/A轉(zhuǎn)換器，其具有電壓產(chǎn)生電路502、寄存器504、D/A轉(zhuǎn)換電路506、ROM 608(測量值存儲電路，輸出控制電路)、8位寄存器610、A/D轉(zhuǎn)換電路612、8位寄存器614、外部高精度電阻R和熱敏電阻Th(測量電壓產(chǎn)生電路)。
高精度電阻R和熱敏電阻Th串聯(lián)在參考電壓Vref的供電線和地線之間。高精度電阻R和熱敏電阻Th的連接點(diǎn)N的電壓作為測量電壓Vm輸出到A/D轉(zhuǎn)換電路612。高精度電阻R不具有溫度依賴性，換句話說，其阻值本質(zhì)上是恒定的，不論D/A轉(zhuǎn)換器600的環(huán)境溫度如何。熱敏電阻Th具有溫度依賴性，換句話說，其阻值根據(jù)D/A轉(zhuǎn)換器600的環(huán)境溫度而變化。這意味著測量電壓Vm根據(jù)熱敏電阻Th的溫度特性而變化，換句話說，隨著D/A轉(zhuǎn)換器600的環(huán)境溫度而變化。
響應(yīng)于A/D轉(zhuǎn)換請求，A/D轉(zhuǎn)換電路612將作為模擬輸入電壓的測量電壓Vm和參考電壓Vref進(jìn)行比較，以將參考電壓Vref轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出值Dout，并輸出數(shù)字輸出值Dout到寄存器614。每當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換電路612進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，寄存器614都接受從A/D轉(zhuǎn)換電路612輸出的數(shù)字輸出值Dout。寄存器614輸出其寄存器值到ROM 608。類似于第一實(shí)施例的ROM 508，ROM 608是非易失性存儲器例如熔絲或EEPROM，其預(yù)先存儲對應(yīng)于多個(gè)溫度的參考電壓Vref的多個(gè)測量值(8位數(shù)字值)。ROM608選擇對應(yīng)于由寄存器614的寄存器值所代表的溫度的測量值，以輸出所選擇的測量值到寄存器610。同時(shí)，類似于第一實(shí)施例的D/A轉(zhuǎn)換器500，D/A轉(zhuǎn)換器600具有例如用于監(jiān)控參考電壓Vref的監(jiān)控墊、寫墊以及用于向ROM 608寫數(shù)據(jù)的寫電路，雖然未在圖中示出。在D/A轉(zhuǎn)換器600的制造過程中的探針檢測時(shí)，通過監(jiān)控墊獲得各種溫度條件下參考電壓Vref的多個(gè)測量值，并通過寫墊和寫電路寫到ROM 608。
例如，每當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換電路612進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，寄存器610都接受從ROM 608輸出的參考電壓Vref的測量值。通過外部接線端可讀取寄存器610的寄存器值。由寄存器610接受的參考電壓Vref的測量值對應(yīng)于對測量電壓Vm進(jìn)行的最近的A/D轉(zhuǎn)換所得到的數(shù)字輸出值Dout，換句話說，對應(yīng)于D/A轉(zhuǎn)換器600的當(dāng)前環(huán)境溫度。因此，D/A轉(zhuǎn)換器600的用戶讀取寄存器610的寄存器值，以獲得對應(yīng)于D/A轉(zhuǎn)換器600的當(dāng)前環(huán)境溫度的參考電壓Vref的測量值。
使用上述結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施例中也可獲得與D/A轉(zhuǎn)換器的第一實(shí)施例相同的效果。另外，通過讀取寄存器610的寄存器值而獲得的參考電壓Vref的測量值對應(yīng)于D/A轉(zhuǎn)換器600的當(dāng)前環(huán)境溫度。這實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定地產(chǎn)生精確的外部輸出電壓Vout0到Voutn，即使參考電壓Vref隨D/A轉(zhuǎn)換器600的環(huán)境溫度而變化。
圖16示出了本發(fā)明的電壓源的第一實(shí)施例。相同的標(biāo)號和符號用于標(biāo)記與D/A轉(zhuǎn)換器的第一實(shí)施例所描述的元件相同的元件，并不再給出對其的詳細(xì)描述。電壓源700具有輸出電壓設(shè)置電路702和第一實(shí)施例的D/A轉(zhuǎn)換器500。電壓源700的用戶對輸出電壓設(shè)置電路702設(shè)置對應(yīng)于希望的輸出電壓的數(shù)字值。輸出電壓設(shè)置電路702向D/A轉(zhuǎn)換器500的寄存器504寫入所設(shè)置的數(shù)字值。因此，D/A轉(zhuǎn)換器500使用在輸出電壓設(shè)置電路702設(shè)置的數(shù)字值作為數(shù)字輸入值Din。D/A轉(zhuǎn)換器500的D/A轉(zhuǎn)換電路506輸出外部輸出電壓Vout0到Voutn作為電壓源700的輸出電壓。
如上所述，通過在輸出電壓設(shè)置電路702設(shè)置其基本值為通過讀取寄存器510的寄存器值而獲得的參考電壓Vref的測量值的數(shù)字值，本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)生精確的輸出電壓，而不論參考電壓Vref的精度如何。另外，在電壓源700的制造過程中，電壓源700的制造廠商不需調(diào)整參考電壓Vref到標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，因此，他們可將參考電壓Vref的范圍未調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)的電壓源作為無缺陷產(chǎn)品出貨，而它們在傳統(tǒng)上被認(rèn)為是有缺陷的。這可提高電壓源700的產(chǎn)率。
圖17示出了本發(fā)明的電壓源的第二實(shí)施例。相同的標(biāo)號和符號用于標(biāo)記與D/A轉(zhuǎn)換器的第一和第二實(shí)施例以及電壓源的第一實(shí)施例中所描述的元件相同的元件，并不再給出對其的詳細(xì)描述。電壓源800具有第二實(shí)施例的輸出電壓設(shè)置電路702和D/A轉(zhuǎn)換器600。輸出電壓設(shè)置電路702向D/A轉(zhuǎn)換器600的寄存器504寫入設(shè)置數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。因此，D/A轉(zhuǎn)換器600使用設(shè)置到輸出電壓設(shè)置電路702的數(shù)字值作為數(shù)字輸入值Din。D/A轉(zhuǎn)換器600的D/A轉(zhuǎn)換電路506輸出外部輸出電壓Vout0到Voutn作為電壓源800的輸出電壓。
如上所述，在本實(shí)施例中也可獲得與電壓源的第一實(shí)施例相同的效果。另外，通過讀取寄存器610的寄存器值可獲得參考電壓Vref的測量值，而且它對應(yīng)于電壓源800的當(dāng)前環(huán)境溫度。這實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定地產(chǎn)生精確的輸出電壓，即使參考電壓Vref隨著電壓源800的環(huán)境溫度而變化。
權(quán)利要求
1.一種A/D轉(zhuǎn)換器，包括產(chǎn)生參考電壓的參考電壓產(chǎn)生電路；A/D轉(zhuǎn)換電路，所述A/D轉(zhuǎn)換電路將模擬輸入電壓與所述參考電壓進(jìn)行比較，以將所述模擬輸入電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出值；以及測量值存儲電路，所述測量值存儲電路中預(yù)先存儲所述參考電壓的測量值并輸出所存儲的測量值。
2.如權(quán)利要求1所述的A/D轉(zhuǎn)換器，還包括溫度信息保持電路，所述溫度信息保持電路保持代表了所述A/D轉(zhuǎn)換器的當(dāng)前環(huán)境溫度的溫度信息；以及輸出控制電路，所述輸出控制電路從存儲在所述測量值存儲電路中的測量值中，選擇對應(yīng)于由所述溫度信息保持電路所保持的溫度信息的測量值，并輸出所選擇的測量值，其中所述測量值存儲電路中存儲所述參考電壓的測量值，所述測量值對應(yīng)于溫度。
3.如權(quán)利要求2所述的A/D轉(zhuǎn)換器，還包括測量電壓產(chǎn)生電路，所述測量電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生隨所述A/D轉(zhuǎn)換器的環(huán)境溫度而變化的用于溫度測量的測量電壓；以及選擇電路，所述選擇電路選擇所述測量電壓作為所述模擬輸入電壓以用于輸出到所述A/D轉(zhuǎn)換電路，之后選擇外部輸入電壓用于輸出，其中響應(yīng)于所述選擇電路對所述測量電壓的選擇，所述溫度信息保持電路將從所述A/D轉(zhuǎn)換電路輸出的數(shù)字輸出值保持為溫度信息。
4.如權(quán)利要求3所述的A/D轉(zhuǎn)換器，其中所述測量電壓產(chǎn)生電路具有串聯(lián)在所述參考電壓的供電線和地線之間的第一電阻元件和第二電阻元件，所述第一電阻元件不具有溫度依賴性，所述第二電阻元件具有溫度依賴性；并且所述測量電壓是所述第一電阻元件和所述第二電阻元件之間的連接點(diǎn)的電壓。
5.如權(quán)利要求2所述的A/D轉(zhuǎn)換器，還包括測量電壓產(chǎn)生電路，所述測量電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生隨所述A/D轉(zhuǎn)換器的環(huán)境溫度而變化的用于溫度測量的測量電壓；以及選擇電路，所述選擇電路選擇所述測量電壓作為所述模擬輸入電壓以用于輸出到所述A/D轉(zhuǎn)換電路，之后選擇外部輸入電壓用于輸出，其中響應(yīng)于所述選擇電路對所述測量電壓的選擇，所述溫度信息保持電路將對應(yīng)于溫度的數(shù)字輸出值保持為溫度信息，所述溫度是由外部控制電路根據(jù)從所述A/D轉(zhuǎn)換電路輸出的數(shù)字輸出值而確定的。
6.如權(quán)利要求5所述的A/D轉(zhuǎn)換器，其中所述測量電壓產(chǎn)生電路具有串聯(lián)在所述參考電壓的供電線和地線之間的第一電阻元件和第二電阻元件，所述第一電阻元件不具有溫度依賴性，所述第二電阻元件具有溫度依賴性；并且所述測量電壓是所述第一電阻元件和所述第二電阻元件之間的連接點(diǎn)的電壓。
7.如權(quán)利要求1所述的A/D轉(zhuǎn)換器，還包括標(biāo)準(zhǔn)值存儲電路，所述標(biāo)準(zhǔn)值存儲電路中預(yù)先存儲所述參考電壓的標(biāo)準(zhǔn)值，并輸出所存儲的標(biāo)準(zhǔn)值；以及矯正電路，所述矯正電路根據(jù)來自所述測量值存儲電路的所述參考電壓的測量值和根據(jù)來自所述標(biāo)準(zhǔn)值存儲電路的所述參考電壓的標(biāo)準(zhǔn)值，將來自所述A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字輸出值矯正為一個(gè)數(shù)字值，并輸出其基本值為所述參考電壓的標(biāo)準(zhǔn)值的數(shù)字值。
8.一種D/A轉(zhuǎn)換器，包括產(chǎn)生參考電壓的參考電壓產(chǎn)生電路；D/A轉(zhuǎn)換電路，所述D/A轉(zhuǎn)換電路根據(jù)所述參考電壓，將數(shù)字輸入值轉(zhuǎn)換為模擬輸出電壓；以及測量值存儲電路，所述測量值存儲電路中預(yù)先存儲所述參考電壓的測量值，并輸出所存儲的測量值。
9.如權(quán)利要求8所述的D/A轉(zhuǎn)換器，還包括測量電壓產(chǎn)生電路，所述測量電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生隨所述D/A轉(zhuǎn)換器的環(huán)境溫度而變化的用于溫度測量的測量電壓；A/D轉(zhuǎn)換電路，所述A/D轉(zhuǎn)換電路將所述測量電壓作為模擬輸入電壓與所述參考電壓進(jìn)行比較，以將所述測量電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出值；以及輸出控制電路，所述輸出控制電路從存儲在所述測量值存儲電路中的測量值中，選擇對應(yīng)于來自所述A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字輸出值的測量值，并輸出所選擇的測量值，其中所述測量值存儲電路中存儲所述參考電壓的測量值，所述測量值對應(yīng)于溫度。
10.如權(quán)利要求9所述的D/A轉(zhuǎn)換器，其中所述測量電壓產(chǎn)生電路具有串聯(lián)在所述參考電壓的供電線和地線之間的第一電阻元件和第二電阻元件，所述第一電阻元件不具有溫度依賴性，所述第二電阻元件具有溫度依賴性；并且所述測量電壓是所述第一電阻元件和所述第二電阻元件之間的連接點(diǎn)的電壓。
11.一種電壓源，包括輸出電壓設(shè)置電路，用于設(shè)置對應(yīng)于希望的輸出電壓的數(shù)字值；以及使用所設(shè)置的數(shù)字值作為數(shù)字輸入值的D/A轉(zhuǎn)換器，其中所述D/A轉(zhuǎn)換器包括產(chǎn)生參考電壓的參考電壓產(chǎn)生電路；D/A轉(zhuǎn)換電路，所述D/A轉(zhuǎn)換電路根據(jù)所述參考電壓，將所述數(shù)字輸入值轉(zhuǎn)換為模擬輸出電壓，以將所述模擬輸出電壓作為所述電壓源的輸出電壓而輸出；以及測量值存儲電路，所述測量值存儲電路中預(yù)先存儲所述參考電壓的測量值，并輸出所存儲的測量值。
12.如權(quán)利要求11所述的電壓源，其中所述測量值存儲電路中存儲所述參考電壓的測量值，所述測量值對應(yīng)于溫度；并且所述D/A轉(zhuǎn)換器還包括測量電壓產(chǎn)生電路，所述測量電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生隨所述電壓源的環(huán)境溫度而變化的用于溫度測量的測量電壓；A/D轉(zhuǎn)換電路，所述A/D轉(zhuǎn)換電路將所述測量電壓作為模擬輸入電壓與所述參考電壓進(jìn)行比較，以將所述測量電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出值；以及輸出控制電路，所述輸出控制電路從存儲在所述測量值存儲電路中的測量值中，選擇對應(yīng)于來自所述A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字輸出值的測量值，并輸出所選擇的測量值。
13.如權(quán)利要求12所述的電壓源，其中所述測量電壓產(chǎn)生電路具有串聯(lián)在所述參考電壓的供電線和地線之間的第一電阻元件和第二電阻元件，所述第一電阻元件不具有溫度依賴性，所述第二電阻元件具有溫度依賴性；并且所述測量電壓是所述第一電阻元件和所述第二電阻元件之間的連接點(diǎn)的電壓。
全文摘要
參考電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生參考電壓Vref。A/D轉(zhuǎn)換電路將模擬輸入電壓Vin與所述參考電壓Vref進(jìn)行比較，以將所述模擬輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出值Dout。測量值存儲電路預(yù)先存儲參考電壓Vref的測量值并輸出所存儲的測量值。A/D轉(zhuǎn)換器的用戶通過使用從測量值存儲電路輸出的參考電壓Vref的測量值，來矯正來自A/D轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字輸出值Dout，從而獲得精確地代表了模擬輸入電壓Vin的數(shù)字值，而不論參考電壓Vref的精度如何。
文檔編號H03M1/10GK1700604SQ20051006619
公開日2005年11月23日 申請日期2005年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月21日
發(fā)明者有村一義, 早川敦史, 小澤秀清 申請人:富士通株式會社