[發明專利]一種高精度逐次逼近型模數轉換器及其線性度校準方法

有效

• 申請號: 201911206784.2
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN111669178B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 梁宇華;朱樟明;楊銀堂;丁瑞雪;劉術彬
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H03M1/38
• 分類號: H03M1/38
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 李園園

本發明涉及一種高精度逐次逼近型模數轉換器及其線性度校準方法，所述方法包括：根據接收的使能信號選擇校準模式或工作模式，若選擇所述校準模式，則輸出參考信號；根據所述參考信號得到第一誤差信號；根據所述第一誤差信號和第一輸出信號，計算得到權重系數；對所述權重系數進行存儲。若選擇所述工作模式，則輸出待轉換信號；根據所述待轉換信號得到第二誤差信號；根據所述第二誤差信號和所述權重系數，計算得到校準信號，并對其進行輸出。本發明的方法將數字后臺自校準算法與分段型SAR?ADC的電路架構相結合，在有效改善轉換器線性度的同時，顯著優化轉換器的功耗、芯片面積和數據轉換率。

技術領域

本發明屬于電子電路技術領域，具體涉及一種高精度逐次逼近型模數轉換器及其線性度校準方法。

背景技術

模數轉換器(ADC)能夠將模擬信號轉換成數字信號，是獲取自然界信息的關鍵手段。作為獲取信息的重要媒介，ADC被廣泛應用于工業測量，無線通信，圖像識別等領域。隨著科技的進一步發展，各領域對信息的高效獲取是要求越來越多，高速、高精度ADC的需求不斷增多。

ADC的種類很多，主要包括：Sigma-Delta轉換器(Sigma-Delta?ADC)、單斜模數轉換器(single?slope?ADC)、高精度逐次逼近型模數轉換器(SAR?ADC)、快閃式模數轉化器(Flash?ADC)和流水線模數轉換器(Pipeline?ADC)等。相比于其他ADC，SAR?ADC由于其結構簡單、工藝兼容度高等特點在低速低功耗的應用場合備受青睞。

對于傳統的SAR?ADC結構，其內部的電容型數模轉換器(CDAC)的電容面積和總電容值隨著量化精度的提高呈指數增長趨勢，所以采用傳統結構的高精度SAR?ADC在功耗、芯片面積、采樣率等性能及成本方面代價太大。雖然通過采用電容分段型結構，CDAC的電容數目和芯片面積可以有效減小，但是該結構中橋接電容(split?cap)會嚴重破壞SAR?ADC的線性度。

因此，提出一種高精度逐次逼近型模數轉換器及其線性度校準方法是很有必要的。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種高精度逐次逼近型模數轉換器及其線性度校準方法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明提供了一種高精度逐次逼近型模數轉換器的線性度校準方法，包括：

根據接收的使能信號選擇校準模式或工作模式，

若選擇所述校準模式，則輸出參考信號，

根據所述參考信號得到第一誤差信號；

根據所述第一誤差信號和第一輸出信號，計算得到權重系數；

對所述權重系數進行存儲。

在本發明的一個實施例中，還包括：

若選擇所述工作模式，則輸出待轉換信號，

根據所述待轉換信號得到第二誤差信號；

根據所述第二誤差信號和存儲的所述權重系數，計算得到校準信號，并對其進行輸出。

在本發明的一個實施例中，所述參考信號的數目與所述高精度逐次逼近型模數轉換器的電容陣列個數相同。

在本發明的一個實施例中，所述第一誤差信號為在未校準情況下，所述高精度逐次逼近型模數轉換器根據所述參考信號輸出的數字信號；

所述第一輸出信號為在理想情況下，所述高精度逐次逼近型模數轉換器根據所述參考信號輸出的數字信號。

在本發明的一個實施例中，所述第二誤差信號為在未校準情況下，所述高精度逐次逼近型模數轉換器根據所述待轉換信號輸出的數字信號。