[發(fā)明專利]一種基于相關(guān)的SAR ADC電容失配誤差的后臺校準(zhǔn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010572436.3
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111900983B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳建輝;張力振;馮金宣;孫志偉;李紅
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H03M1/10
• 分類號: H03M1/10;H03M1/08;H03M1/38
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 劉莎

1.一種基于相關(guān)的SAR ADC電容失配誤差的后臺校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述SAR ADC為包括一個5bit的粗coarse SAR ADC、一個跳過控制邏輯和一個10bit的細(xì)fine SAR ADC的10bit子區(qū)間subranging SAR ADC，其中fine SAR ADC中的DAC分為5bit的MSB段和7bit的LSB段，LSB段中加入了2bit的冗余去容忍coarse SAR ADC和fine SAR ADC之間的增益誤差和比較器失調(diào)電壓；

在采樣相位，輸入信號V_in同時被coarse SAR ADC和fine SAR ADC采樣；然后，coarseSAR ADC進(jìn)行MSB 5bit數(shù)字碼D_M的量化；再后，跳過控制邏輯根據(jù)D_M和偽隨機(jī)信號PN產(chǎn)生5bit數(shù)字碼D_S，數(shù)字碼D_S用來切換fine SAR ADC的MSB 5bit的電容，從而跳過不必要的開關(guān)切換；最后，fine SAR ADC繼續(xù)完成剩余LSB 7bit的轉(zhuǎn)換，得到7bit數(shù)字碼D_L6～12；

跳過控制邏輯執(zhí)行如下檢測跳過算法：如果第i bit數(shù)字碼D_Mi和第i+1bit數(shù)字碼D_M(i+1)不同，那么fine SAR ADC的第i次開關(guān)切換會被跳過，1≤i≤4；如果第j bit數(shù)字碼D_Mj和第(j+2)bit數(shù)字碼D_M(j+2)不同，1≤j≤3，那么fine SAR ADC的第(j+1)次開關(guān)切換將會被跳過；

當(dāng)fine SAR ADC的某次開關(guān)切換被跳過時，電容失配誤差權(quán)重會同時注入到余量電壓中；

通過將7bit數(shù)字碼D_L6～12和PN信號進(jìn)行相乘，累加取平均后，與PN相關(guān)的電容失配誤差被提取出來。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于相關(guān)的SAR ADC電容失配誤差的后臺校準(zhǔn)方法，其特征在于，若fine SAR ADC中5bit MSB DAC具有失配誤差，6bit LSB DAC是理想的，當(dāng)跳過控制邏輯控制fine SAR ADC跳過不必要的開關(guān)切換時，電容失配誤差權(quán)重會同時注入到余量電壓中：當(dāng)5bit數(shù)字碼D_M全為1或者0時，檢測LSB段的第一位數(shù)字碼D_L6，如果D_L6和D_M相反則將MSB段的最低位和LSB段的最高位電容切換操作進(jìn)行交換，從而將MSB段的最低位電容失配誤差注入到余量電壓中。

3.如權(quán)利要求2所述的一種基于相關(guān)的SAR ADC電容失配誤差的后臺校準(zhǔn)方法，其特征在于，將LSB DAC分為兩個大小相等的電容陣列，在兩個相鄰的周期，LSB數(shù)字碼交替地交換參考電壓，最終使得LSB段的電容失配誤差得以平均并減小。

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于相關(guān)的SAR ADC電容失配誤差的后臺校準(zhǔn)方法，其特征在于，fine SAR ADC采用下極板采樣和基于共模的開關(guān)算法。