[發明專利]用于具有電荷再分配數模轉換器的逐次逼近模數轉換器的輸入不相關自校準方法和裝置

有效

• 申請號: 201210365828.8
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN103036564A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 吳瓊;凱文·馬胡提
• 申請（專利權）人: NXP股份有限公司
• 主分類號: H03M1/10
• 分類號: H03M1/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 蔡純

1.一種自校準模數轉換器，包括：

比較器，具有：

連接至第一電容器陣列的第一輸入，在第一采樣時鐘以及從逐次逼近寄存器接收的第一組多個數字位的控制下，接收第一模擬信號、第一正參考電壓和第一負參考電壓，并且進行對分搜索；

連接至第二電容器陣列的第二輸入，在第二采樣時鐘以及從存儲誤差修正系數的陣列接收的第二組多個數字位的控制下，接收第二模擬信號、第二正參考電壓和第二負參考電壓，并且提供誤差補償信號；和

電耦合至數字邏輯和校準邏輯的輸出端。

2.根據權利要求1所述的裝置，其中校準邏輯控制偏移和電容器失配搜索過程。

3.根據權利要求1所述的裝置，其中所述陣列存儲電容器失配系數。

4.根據權利要求1所述的裝置，其中第一電容器陣列包括第一組多個二進制加權電容器，并分成第一粗略電容器陣列和第一精細電容器陣列，第一耦合電容器將第一精細電容器陣列電耦合至第一粗略電容器陣列。

5.根據權利要求4所述的裝置，其中第一粗略電容器陣列中的多個電容器的頂部電極板電耦合至第一耦合電容器的第一端子和比較器的第一輸入。

6.根據權利要求4所述的裝置，其中第一精細電容器陣列中的多個電容器的頂部電極板電耦合至第一耦合電容器的第二端子。

7.根據權利要求1所述的裝置，其中第二電容器陣列分成第二粗略電容器陣列和第二精細電容器陣列，第二耦合電容器將第二精細電容器陣列電耦合至第二粗略電容器陣列。

8.根據權利要求7所述的裝置，其中第二精細電容器陣列分成多個次級電容器陣列。

9.根據權利要求8所述的裝置，其中所述多個次級電容器陣列包括偏移校準陣列、耦合電容器失配校準陣列和多個最高有效位電容器失配校準陣列。

10.根據權利要求9所述的裝置，其中所述多個次級電容器陣列中的每一個都分成主電容器陣列和輔助電容器陣列，每個陣列包括多個二進制加權電容器。

11.一種校準模數轉換器中的偏移誤差的方法，包括下述步驟：

將比較器的第一輸入節點和第二輸入節點初始化至共模電壓；

將大致等于負參考電壓的第一信號施加至第一電容器陣列中的所有電容器的底部電極板；

將大致等于負參考電壓的第二信號施加至第一電容器陣列中的電容器的底部電極板；

在比較器的第一輸入處產生誤差信號；

通過采用由偏移校準陣列產生的步進搜索電壓數字化誤差信號；

將誤差信號的數字表示存儲在陣列中；以及

將誤差信號的數字表示應用于偏移校準陣列以在比較器的第二輸入處產生偏移修正電壓。

12.一種校準模數轉換器中的系統偏移誤差、耦合電容器失配誤差和最高有效位(MSB)電容器失配誤差的方法，包括：

在校準邏輯的控制下通過采用偏移校準陣列檢測和數字化系統偏移誤差，并將第一組誤差修正位存儲在陣列中；

在校準邏輯的控制下通過采用耦合電容器失配校準陣列檢測和數字化第一電容器陣列中的耦合電容器失配誤差，并將第二組誤差修正位存儲在所述陣列中；

在校準邏輯的控制下通過采用MSB電容器失配校準陣列從較低位到較高位逐個地檢測和數字化第一電容器陣列中的對應的MSB電容器失配誤差，并將第三組誤差修正位存儲在所述陣列中；

在轉換模式中采用第二組誤差修正位調整第一電容器陣列中的耦合電容器；

在轉換模式開始時施加偏移補償電壓；以及

施加與對應的MSB變化同步的第三組誤差修正位。