[發(fā)明專(zhuān)利]用于執(zhí)行比較器后臺(tái)校準(zhǔn)的裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310222512.8
• 申請(qǐng)日: 2013-06-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103490780B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·R·科斯克;J·P·布雷
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 美國(guó)亞德諾半導(dǎo)體公司
• 主分類(lèi)號(hào): H03M1/10
• 分類(lèi)號(hào): H03M1/10
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所11038
• 代理人: 金曉

背景技術(shù)

電子元件易發(fā)生工作特性變化。盡管可以根據(jù)技術(shù)規(guī)范制造器件，但是沒(méi)有制造技術(shù)可以在所有器件上保證均勻性。在金屬氧化物半導(dǎo)體（MOS）器件中，該變化通常表現(xiàn)為閾值電壓電平的移動(dòng)。例如，在比較器電路中，差分對(duì)中的失配和電流源中的失配可以導(dǎo)致比較器偏移，所述比較器偏移是電壓偏移，其通過(guò)影響輸入電壓與基準(zhǔn)電壓之間的比較性能而限制了比較器的精度。比較器偏移量不僅作為隨機(jī)器件失配的結(jié)果出現(xiàn)，而且還是器件尺寸的函數(shù)。降低偏移量的一個(gè)已知方法是增大器件尺寸。但是，這需要增加功率以維持增益帶寬和更新期。對(duì)于小的、低功率的比較器來(lái)說(shuō)，增大器件尺寸可能不是實(shí)用的選擇，因此需要偏移補(bǔ)償或者偏移抵消方案。

比較器偏移可以歸類(lèi)為兩種類(lèi)型。第一類(lèi)型，稱(chēng)為DC偏移（在此還稱(chēng)為“靜態(tài)”偏移），它是在比較器電路工作時(shí)存在的或多或少的恒定偏移。第二類(lèi)型，在此稱(chēng)為“動(dòng)態(tài)”偏移，其出現(xiàn)在比較器電路被切換至基于對(duì)電路的輸入值輸出比較器判定時(shí)。動(dòng)態(tài)偏移可能由電路中的不平衡導(dǎo)致，例如影響電路部件的寄生電容。因此，動(dòng)態(tài)偏移的原因可能與靜態(tài)偏移的原因無(wú)關(guān)。

存在補(bǔ)償靜態(tài)偏移的技術(shù)。然而，動(dòng)態(tài)偏移仍然是個(gè)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的示例實(shí)施例涉及用于校準(zhǔn)流水線(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）中的比較器的方法和相應(yīng)器件。

根據(jù)示例實(shí)施例，第一梯型電阻和第二梯型電阻被連接至ADC流水線(xiàn)中的至少一個(gè)級(jí)中的差分比較器的各自輸入。每個(gè)比較器配置有其自身的第一和第二梯型電阻，所述第一和第二梯型電阻的初始抽頭點(diǎn)被選擇用于形成針對(duì)比較器的一對(duì)初始互補(bǔ)輸入。在A(yíng)DC工作期間（當(dāng)ADC執(zhí)行轉(zhuǎn)換時(shí)），在時(shí)間校準(zhǔn)來(lái)自隨后級(jí)的輸出以將級(jí)之間的時(shí)間差考慮在內(nèi)之后，使用來(lái)自隨后級(jí)的輸出計(jì)算由至少一個(gè)級(jí)產(chǎn)生的數(shù)字殘余。將每個(gè)殘余值與至少一個(gè)閾值進(jìn)行比較，優(yōu)選地與上閾值以及下閾值進(jìn)行比較?；诒容^，可以通過(guò)移動(dòng)至第一和第二梯型電阻中的不同抽頭位置來(lái)校準(zhǔn)施加到至少一個(gè)級(jí)中的至少一個(gè)比較器的初始抽頭電壓。當(dāng)ADC有效地執(zhí)行轉(zhuǎn)換以校正ADC的各種比較器中的偏移時(shí)，可以重復(fù)上述校準(zhǔn)過(guò)程例如每時(shí)鐘周期一次以達(dá)到規(guī)定數(shù)量的周期。可選擇地，只要ADC有效地轉(zhuǎn)換輸入，就可以重復(fù)校準(zhǔn)過(guò)程。

附圖說(shuō)明

圖1示出了傳統(tǒng)多級(jí)流水線(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的框圖。

圖2示出了顯示針對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)的計(jì)算和針對(duì)轉(zhuǎn)換器中各種級(jí)的殘余值的計(jì)算的圖。

圖3示出了顯示示例性殘余值相對(duì)于針對(duì)示例性級(jí)中的比較器一部分的輸入的曲線(xiàn)圖。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例用于比較器校準(zhǔn)的系統(tǒng)的框圖。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例用于比較器校準(zhǔn)的電路的示意圖。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例用于比較器校準(zhǔn)的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及用于比較器校準(zhǔn)的方法和裝置。參照用于流水線(xiàn)ADC中的比較器描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以應(yīng)用于其它類(lèi)型的流水線(xiàn)電路中的比較器的校準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，通過(guò)校準(zhǔn)ADC的閃存部分中的梯型電阻的抽頭來(lái)補(bǔ)償開(kāi)關(guān)電容器閃存ADC中的比較器偏移誤差。校準(zhǔn)在后臺(tái)校準(zhǔn)周期期間發(fā)生，即，當(dāng)ADC有效地執(zhí)行轉(zhuǎn)換的時(shí)候。該校準(zhǔn)補(bǔ)償靜態(tài)和動(dòng)態(tài)偏移。