[發明專利]一種連續時間Δ-Σ模數轉換器及其系數校準方法

有效

• 申請號: 201710161531.2
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN108631785B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 鄭雷;李超;嚴喻冬
• 申請（專利權）人: 深圳市中興微電子技術有限公司
• 主分類號: H03M3/00
• 分類號: H03M3/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張天舒

本發明實施例公開了一種連續時間數模轉換器及其系數校準方法，連續時間Δ?Σ模數轉換器至少包括：電壓比較器和數字控制器；該方法包括：在預先設置的校準模式下，電壓比較器將預先獲取到的第一校準信號和預先設置的參考信號進行比較；數字控制器根據第一校準信號和參考信號的比較結果和預先設定的校準參數對連續時間Δ?Σ模數轉換器中預先設置的全部待校準系數進行校準；其中，比較結果包括：高電平信號或者低電平信號。

技術領域

本發明涉及集成電路設計技術領域，尤其涉及一種連續時間Δ-Σ模數轉換器及其系數校準方法。

背景技術

在許多電子應用中，模擬輸入信號被轉換為數字輸出信號。例如，在精密測量系統中，電子裝置被設置一個或者多個傳感器以進行測量，并且這些傳感器可產生模擬信號，該模擬信號然后將被提供到模數轉換器(ADC)的輸入，以產生數字輸出信號，以便進一步處理。

在無線通信應用中，Δ-Σ模數轉換器包括：連續時間Δ-Σ模數轉換器和離散時間Δ-Σ模數轉換器。與離散時間Δ-Σ模數轉換器相比，連續時間Δ-Σ模數轉換器能夠以較低的采樣分辨率和較高的采樣速率將其輸入的模擬信號數字化。具體地，連續時間Δ-Σ模數轉換器的電路結構是由模擬電路和數字電路兩部分構成，其中，模擬電路部分是一個Δ-Σ調制器，以遠大于奈奎斯特頻率的采樣率對模擬信號進行采樣和量化；數字電路部分是一個數字濾波器，濾除大部分經過Δ-Σ調制器整形后的量化噪聲，實現低通濾波和減少取樣的功能。連續時間Δ-Σ模數轉換器具有抗混疊特性且對于工藝偏差不敏感，有利于射頻接收機的應用。與離散時間Δ-Σ模數轉換器相比，連續時間Δ-Σ模數轉換器降低了對運算放大器的帶寬要求，在直流和低頻信號的測量中有著較為突出的表現。

在連續時間Δ-Σ模數轉換器的應用過程中，對其系數進行校準是必不可少的。這是因為：在連續時間Δ-Σ模數轉換器的應用過程中，存在工藝偏差與工作條件變化的情況，這時連續時間Δ-Σ模數轉換器的系數就會產生偏差，系數的偏差則會導致連續時間Δ-Σ模數轉換器中傳輸函數和噪聲函數的不準確，這樣不但影響了連續時間Δ-Σ模數轉換器的轉換效果和穩定性，而且還降低了連續時間Δ-Σ模數轉換器的轉換精度。

現有的連續時間Δ-Σ模數轉換器中的系數校準方法主要包括以下兩種：

第一、使用獨立的校準電路對連續時間Δ-Σ模數轉換器的電阻電容乘積以及連續時間Δ-Σ模數轉換器中的反饋數模轉換器(DAC)的電流做校準，通過校準后的電阻或電容的校準控制字來控制連續時間Δ-Σ模數轉換器中的主電路，最后把校準后的電流提供給連續時間Δ-Σ模數轉換器中的反饋數模轉換器；第二、使用獨立的電路監測連續時間Δ-Σ模數轉換器的輸出信號，根據頻率響應調整連續時間Δ-Σ模數轉換器的系數。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中至少存在如下問題：

現有的連續時間Δ-Σ模數轉換器的系數校準方法都需要一個獨立于連續時間Δ-Σ模數轉換器的校準電路，且校準電路中器件的偏差和連續時間Δ-Σ模數轉換器主電路不完全一致，不僅使連續時間Δ-Σ模數轉換器的系數的校準精度難以保證，而且增加了連續時間Δ-Σ模數轉換器的生產成本。

發明內容

為解決現有存在的技術問題，本發明實施例期望提供一種連續時間Δ-Σ模數轉換器及其系數校準方法，不僅能夠提高連續時間Δ-Σ模數轉換器的系數的校準精度，而且可以節省連續時間Δ-Σ模數轉換器的生產成本。

為達到上述目的，本發明實施例的技術方案是這樣實現的：

本發明實施例提供了一種連續時間Δ-Σ模數轉換器的系數校準方法，所述連續時間Δ-Σ模數轉換器至少包括：電壓比較器和數字控制器；所述方法包括：

當處于預先設置的校準模式時，所述電壓比較器將預先獲取到的第一校準信號和參考信號進行比較；