[發(fā)明專利]一種基于動(dòng)態(tài)單元匹配的模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字校準(zhǔn)電路

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011211503.5
• 申請(qǐng)日: 2020-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN112234989A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬元君;黃晶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京德睿智芯電子科技有限公司
• 主分類號(hào): H03M1/12
• 分類號(hào): H03M1/12;H03M1/10
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

1.一種基于動(dòng)態(tài)單元匹配的模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字校準(zhǔn)電路，其特征在于，所述校準(zhǔn)電路包括偽隨機(jī)序列發(fā)生器、DEM譯碼器、LMS算法收斂模塊、Booth乘法器、DEM模擬DAC電路,數(shù)字域電路包括偽隨機(jī)序列發(fā)生器、DEM譯碼器、LMS算法收斂模塊、Booth乘法器，其中偽隨機(jī)序列電路為DEM譯碼器提供輸入，LMS算法收斂模塊調(diào)用Booth乘法器，提高算法性能及速度，模擬域電路包括DEM模擬DAC電路，DEM譯碼器的輸出作為其輸入，輸出作為L(zhǎng)MS算法收斂模塊的輸入。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動(dòng)態(tài)單元匹配的模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字校準(zhǔn)電路，其特征在于，所述偽隨機(jī)系列發(fā)生器采用了平行線性反饋移位寄存器的結(jié)構(gòu)，由二十三個(gè)寄存器組成，采用平行線性反饋將初始狀態(tài)進(jìn)行循環(huán)變化。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于動(dòng)態(tài)單元匹配的模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字校準(zhǔn)電路，其特征在于，所述DEM譯碼器采用了加法器、M序列發(fā)生器和1/2電路，將四位二進(jìn)制數(shù)據(jù)譯碼為隨機(jī)的八位類溫度計(jì)碼，利用1/2電路通過偽隨機(jī)序列作為開關(guān)將四比特二進(jìn)制數(shù)分為二個(gè)三比特隨機(jī)數(shù)，將三比特二進(jìn)制數(shù)再次分為二個(gè)二比特隨機(jī)數(shù)，將二比特二進(jìn)制數(shù)再次分為二個(gè)一比特隨機(jī)數(shù)，以樹形結(jié)構(gòu)相連。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于動(dòng)態(tài)單元匹配的模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字校準(zhǔn)電路，其特征在于，所述LMS算法收斂模塊，采用了七階流水線的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，包括兩個(gè)乘法器、兩個(gè)加法器及步長(zhǎng)選擇單元，輸入端為含有DEM量化信號(hào)的輸入信號(hào)及數(shù)字DEM信號(hào)，通過非相關(guān)性信號(hào)特征，通過由加法器和乘法器實(shí)現(xiàn)的最小均方算法收斂電路，收斂公式為ω_i+1＝ω_i–u*d(k)(ω_id(k)-y(k))，對(duì)誤差因子進(jìn)行收斂獲取收斂值，其中d(k)為收斂期望值，y(k)為實(shí)際訓(xùn)練值，u為收斂步長(zhǎng)，ω_i為需要收斂的誤差因子。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的基于動(dòng)態(tài)單元匹配的模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字校準(zhǔn)電路，其特征在于，所述DEM模擬DAC電路，加入了八個(gè)權(quán)重相同的量化電容，電容開關(guān)由數(shù)字電路DEM信號(hào)輸出進(jìn)行控制，將數(shù)字DEM信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬DEM信號(hào)，將模擬DEM信號(hào)混入到ADC流水線的第一級(jí)輸出中。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于動(dòng)態(tài)單元匹配的模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字校準(zhǔn)電路，其特征在于，所述LMS算法結(jié)構(gòu)根據(jù)具體的精度要求及收斂時(shí)間，在該LMS算法實(shí)現(xiàn)中，加入了步長(zhǎng)值可控電路，可通過芯片通訊模塊寫入相應(yīng)寄存器修改收斂速度，收斂速度范圍在0～16倍。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于動(dòng)態(tài)單元匹配的模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字校準(zhǔn)電路，其特征在于，所述電路校準(zhǔn)電路流程，通過控制位啟動(dòng)數(shù)字域校準(zhǔn)模塊，數(shù)字域DEM信號(hào)輸出到模擬域，將DEM數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為DEM模擬信號(hào),加入到模擬域的輸入信號(hào)中，最后將帶有DEM模擬信號(hào)進(jìn)行量化，將量化后的數(shù)字信號(hào)重新輸入到數(shù)字域，選擇步長(zhǎng)及相關(guān)設(shè)置，啟動(dòng)收斂電路對(duì)誤差因子進(jìn)行收斂，通過補(bǔ)償電路進(jìn)行對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行數(shù)字補(bǔ)償。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于動(dòng)態(tài)單元匹配的模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字校準(zhǔn)電路，其特征在于，其中偽隨機(jī)序列在數(shù)字域電路中產(chǎn)生，然后經(jīng)過模擬域，作用于模擬域，最后送回?cái)?shù)字域電路同時(shí)在數(shù)字域?qū)⒍秳?dòng)信號(hào)消除。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于動(dòng)態(tài)單元匹配的模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字校準(zhǔn)電路，其特征在于，所述Booth乘法器，設(shè)計(jì)中為了配合算法時(shí)序?qū)⑵涓臑榱?jí)流水線結(jié)構(gòu)，以協(xié)調(diào)算法模塊的輸入信號(hào)的時(shí)序與之匹配，同時(shí)六級(jí)流水線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效地降低峰值功耗。