[發明專利]基于電荷注入補償的逐次逼近模數轉換器

有效

• 申請號: 202110396528.5
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113162625B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 曹驍飛
• 申請（專利權）人: 思瑞浦微電子科技（蘇州）股份有限公司
• 主分類號: H03M1/38
• 分類號: H03M1/38
• 代理公司: 蘇州三英知識產權代理有限公司 32412
• 代理人: 周仁青

1.一種基于電荷注入補償的逐次逼近模數轉換器，其特征在于，所述模數轉換器包括：

比較器，包括第一輸入端、第二輸入端及輸出端，第一輸入端和第二輸入端之間設有底極板開關S_{w_bottom}；

采樣保持單元，包括與比較器第一輸入端相連的第一電容陣列及與第一電容陣列相連的第一開關陣列，第一開關陣列用于控制第一電容陣列中的電容與輸入電壓信號V_IN、或基準電壓高電平V_REFP、或基準電壓低電平V_REFN相連；

電荷補償單元，包括與比較器第一輸入端相連的第二電容陣列及與第二電容陣列相連的第二開關陣列，第二開關陣列用于控制第二電容陣列中的電容與基準電壓高電平V_REFP或基準電壓低電平V_REFN相連，電荷補償單元用于抵消底極板開關S_{w_bottom}的電荷注入；

控制邏輯單元，用于根據逐次逼近控制算法生成控制第一開關陣列的第一控制邏輯及控制第二開關陣列的第二控制邏輯；

所述模數轉換器工作于前臺校準模式時包括，

第一采樣相位，底極板開關S_{w_bottom}導通，第一開關陣列配置為預設采樣配置，第二開關陣列配置為預設校準配置；

第一轉換相位，底極板開關S_{w_bottom}關閉，第一開關陣列配置為預設采樣配置，第二開關陣列配置為預設校準配置，獲取第二開關陣列的目標校準配置，以抵消底極板開關S_{w_bottom}的電荷注入。

2.根據權利要求1所述的基于電荷注入補償的逐次逼近模數轉換器，其特征在于，所述第一電容陣列包括Nbit_main個第一電容，第一電容的容值為C＝2^Nbit_main-1C_u，Nbit_main≥2；第一開關陣列包括Nbit_main個第一開關、Nbit_main個第二開關及Nbit_main個第三開關，第一開關電性連接于輸入電壓信號V_IN與第一電容之間，第二開關電性連接于基準電壓高電平V_REFP與第一電容之間，第三開關電性連接于基準電壓低電平V_REFN與第一電容之間。

3.根據權利要求1所述的基于電荷注入補償的逐次逼近模數轉換器，其特征在于，所述第二電容陣列包括Nbit_cal個第二電容，第二電容的容值為C＝2^Nbit_cal-1C_{u_cal}，Nbit_cal≥2；第二開關陣列包括Nbit_cal個第四開關及Nbit_cal個第五開關，第四開關電性連接于基準電壓高電平V_REFP與第二電容之間，第五開關電性連接于基準電壓低電平V_REFN與第二電容之間。

4.根據權利要求1所述的基于電荷注入補償的逐次逼近模數轉換器，其特征在于，所述模數轉換器包括：

前臺校準模式，于前臺校準模式下，獲取第一開關陣列在預設采樣配置、第二開關陣列在預設校準配置下時，第二開關陣列進行電荷注入補償時的目標校準配置；

正常工作模式，于正常工作模式下，第一開關陣列配置為預設采樣配置，第二開關陣列配置為預設校準配置或目標校準配置。

5.根據權利要求4所述的基于電荷注入補償的逐次逼近模數轉換器，其特征在于，所述前臺校準模式包括：

第一采樣相位，此時底極板開關S_{w_bottom}的電荷注入為0；

第一轉換相位，此時底極板開關S_{w_bottom}的電荷注入為deltaV，采用逐次逼近控制算法獲取第二開關陣列的目標校準配置，以使比較器的第一輸入端產生電壓差-V_charge_inj，從而抵消底極板開關S_{w_bottom}的電荷注入deltaV。