[發明專利]一種用于逐步接近型數模轉換器的自測裝置和自測方法

有效

• 申請號: 201010251150.1
• 申請日: 2010-08-12
• 公開（公告）號: CN101895294A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 郁新華;張洪;楊清
• 申請（專利權）人: 美凌微電子(上海)有限公司
• 主分類號: H03M1/10
• 分類號: H03M1/10
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 周榮芳;朱九皋

技術領域

本發明涉及一種用于逐步接近型數模轉換器的自測裝置和自測方法。

背景技術

如圖1所示，逐步接近數模轉換器的結構一般包含以下幾個部分：高性能比較器101、數字模擬轉換器103、逐步接近的控制線路102。逐步接近數模轉換器的工作原理為：由最高位的比特開始，逐步接近控制線路102設最高位比特為1，數字模擬轉換器103的輸出和輸入電壓通過高性能比較器101比較，如果輸入電壓較大，則最高位比特是1，否則是0；然后再設下一個最高位的比特為1，再進行比較，如果輸入電壓較大，則此比特為1，否則為0。以此類推到最后的比特。

如圖2所示，一個常用的數模轉換器是采用電容排列，最大的電容是第二大電容的兩倍，第二大的電容值又是第三大電容值的兩倍，以此類推。這種表達方法和二進位非常相似。在理想情況時，圖2中的電容值，除了C_1B＝C_1A以外，有下列關系

C_i+1＝2C_i?????????????????????????????????????(1)

在實際線路中，方程(1)會有一定的誤差，因此電壓的偏差可以表示為

Verror=Σj=1BNVeiSi---(2)]]>

當開關S接到參考電壓VREF時，S_i＝1；當開關S接地GND時，S_i＝0。V_ei代表由于電容C_i的偏差引起的電壓偏差。

如果數模轉換器要正常工作，電容值C和最小電容C_1A或C_1B相比較，誤差值必須更小，這樣才可以有效的測量。比C_1A或C_1B大的偏差會導致數碼的不連續性，引發故障，因此，需要一種測量方法和測量順序來找出數模轉換器由于電容值不當引起的故障。

發明內容

本發明提供一種用于逐步接近型數模轉換器的自測裝置和自測方法，可以有效地檢測電容值的合理性，并且可以確定缺陷電容的位置。

為了達到上述目的，本發明提供一種用于逐步接近型數模轉換器的自測裝置，該自測裝置包含電路連接的主數模轉換器、次數模轉換器、自我校準數模轉換器和比較器；

該自測裝置還包含電路連接所述主數模轉換器和次數模轉換器的逐步接近控制器、電路連接所述主數模轉換器的自我測試控制器、以及，電路連接所述自我校準數模轉換器的自我校準控制器；

該自測裝置還包含電路連接所述自我校準控制器的校準數據存儲器、和，電路連接所述校準數據存儲器和自我校準數模轉換器的累加器；

所述的主數模轉換器包含若干電容列，每個電容的上端并聯，接總開關，總開關可以斷開或接地，每個電容的下端對應設置有若干電容控制開關，該主數模轉換器中設置有參考電壓端、1/2參考電壓端和接地端，所述的若干電容控制開關可以選擇接參考電壓端、1/2參考電壓端或者接地端；

所述的主數模轉換器用于模擬數字轉換器的高位數(MSB)的輸出，并通過開關控制來進行自我測試，而次數模轉換器用來得到模擬數模轉換器的低位數(LSB)的結果，并測量主數模轉換器中若干電容上的剩余電壓值，比較器輸出調節次數模轉換器的輸入自我校準數模轉換器在自我校準控制器的控制下，對電容上的剩余電壓值進行累加和存儲后，用于修正主數模轉換器的電壓誤差，自我測試控制器用來發現由于制造工藝造成的電容不合理；

剩余電壓值和誤差電壓值的關系由下面的方程式(3)和(4)表示，所以通過剩余電壓值的測量可以計算電壓偏差值。