[發明專利]一種自校準復合結構ADC

在審

• 申請號: 202010547025.9
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111525924A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 陳功;郭函;曾雪;李浩;張濤;凌味未;石躍;李蠡;董倩宇
• 申請（專利權）人: 成都信息工程大學
• 主分類號: H03M1/10
• 分類號: H03M1/10
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李林合;何凡

本發明公開了一種自校準復合結構ADC，采用動態比較器替代傳統普通型比較器，無靜態直流功耗，大大降低了ADC整體功耗；考慮到ADC測量誤差主要來源于具體工藝生產出的電容的容值與設計的容值之間的誤差，增設了電容自校準模塊，通過電容自校準模塊對電容性數模轉換模塊的內部電容進行校準；采用全并行4位模數轉換模塊直接對模擬信號進行粗量化，得到高位數字信號，協同電容性數模轉換模塊與動態比較器的逐次比較環節，大大節省逐次比較的時間，提高ADC量化編碼的速度，得以實現高速、高精度和低功耗的性能。

技術領域

本發明涉及數模混合集成電路領域，具體涉及一種自校準復合結構ADC。

背景技術

模數轉換器(analogtodigitalconverter，ADC)是一類將模擬信號轉變為數字信號的數模混合集成電路，廣泛應用于語音、圖像、通信等各個領域，其性能直接影響整個電路系統的性能。

串聯的電阻、比較器和開關電容均為ADC的關鍵電路，由于工藝的限制，真實電容值很難等于圖紙上設計的電容值，于是產生了電容失配誤差，影響了ADC的精度；如何保障比較器的性能的同時降低比較器的功耗；如何實現大阻值電阻的片上集成，均直接影響ADC的性能。

現有的關于ADC的研究很多，但隨著應用場景越來越嚴苛，市場上亟需高速高精度低功耗的ADC。然而對于常規技術而言，例如全并行結構的ADC，高速和高精度是兩個相互制約且無法兼顧的因素，同時為了提高精度和速度，功耗也隨之增大，因此，為了兼顧高速、高精度和低功耗的指標，需要對傳統技術有所革新。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供的一種自校準復合結構ADC解決了傳統技術無法兼顧高速、高精度和低功耗的問題，實現了高分辨率、高采樣速率低功耗的模擬數字轉換過程。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：一種自校準復合結構ADC，包括：電容自校準模塊U1、動態比較器U2、電容性數模轉換模塊U3、全并行4位模數轉換模塊U4、D觸發器U5、D觸發器U6、D觸發器U7、D觸發器U8、主控制模塊U9、CMOS互補開關SW1、CMOS互補開關SW2、柵壓自舉開關SW3、單刀雙擲開關SW4和采樣電容Cs；