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6.2 數位類比轉換器之規格

6.2.2 動態參數

當數位類比轉換器操作在較高頻率上會產生動態誤差,而動態誤差是隨著訊 號大小與頻率而變。基本的動態參數有穩定時間(Setting Time)、突波(Glitch)、時 脈饋入(Clock Feedthrough)。

6.2.2.1 穩定時間(Setting Time)

穩定時間是指輸出從開始變動到穩定至某一可忍受區間內所需的時間。對於 數位類比轉換器速度方面而言,穩定時間是個重要的變數,也就是數位類比轉換 器之操作頻率。然而,決定穩定時間的好壞主要是由數位類比轉換器的增益頻寬 和放大器的 slew rate 以及輸出端的寄生電容所決定。圖 6.7即為描述穩定時間之 圖形。

Slewing

Linear Settling

Ts X

a

(m)

X

i

(m) X

a

(k) X

i

(k)

Time Output

圖 6.7 穩定時間示意圖

6.2.2.2 突波(Glitch)

突波在數位類比轉換器是一項非常重要的規格,其會影響數位類比轉換器的 穩定時間,進一步影響到數位類比轉換器的操作速度。突波的最大值通常發生在 中間碼轉換時,如圖 6.8 所示為四位元數位類比轉換器中間碼轉換時的突波,產 生突波的原因非常多將歸納成以下幾點:

[1] 輸入訊號之間的不同步,而造成突波現象。

[2]接地線的電壓變動,而造成突波現象。

[3]輸入訊號在轉換時,電流源的寄生電容被充放電,而造成突波現象。

[4]數位輸入訊號耦合到電流源輸出,而造成突波現象。

[5]電流源上的開關同時在關閉狀態,而造成突波現象。

圖 6.8 四位元數位類比轉換器之突波示意圖

上述的原因中,第一項產生的原因是,如果輸入到電流源開關的訊號不同步,

則會造成輸出電流訊號的不同步,而產生突波現象。第二項產生的原因是,由於 地線的佈局過細,使得地線上呈現較大的電阻與電感效應,而產生突波現象。第 三項產生的原因是,因為電流源輸出阻抗不夠高所引起的突波現象。第四項產生 的原因是,電流源上的開關電晶體會有閘汲極寄生電容,而驅動開關電晶體導通 與關閉的訊號會經由寄生電容耦合到輸出端。第五項產生的原因是,當電流源上 的開關同時關閉,電流源之輸出點將被迅速地放電,然後電流源便會關閉,若要 再打開電流源,需要有一段恢復期,如此不但降低電路操作速度,也會使得輸出 端產生突波。

6.2.2.3 時脈饋入(Clock Feedthrough)

由於開關上的電容耦合造成時脈影響類比輸出訊號。其解決方案有兩種,第 一種為減小開關電晶體尺寸降低寄生電容耦合,但小尺寸電晶體會使通道電阻值 增加而使穩定時間增加。第二種為設計時脈相位,使時脈先後順序不同,如此一 來,即可以利用電荷抵銷的方式將時脈饋入的電荷去除掉。

6.3 應用在液晶螢幕上之數位類比轉換器

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