[發(fā)明專利]一種溢出校準(zhǔn)電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器及模數(shù)轉(zhuǎn)換方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110763310.9
• 申請(qǐng)日: 2021-07-06
• 公開（公告）號(hào): CN113422605B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳勇;王致遠(yuǎn);劉偉峰;包軍林;張麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)蕪湖研究院
• 主分類號(hào): H03M1/10
• 分類號(hào): H03M1/10
• 代理公司: 蕪湖思誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34138
• 代理人: 楊濤

本發(fā)明公開了一種溢出校準(zhǔn)電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器及模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，基于流水線型ADC第一子級(jí)和第二子級(jí)輸出的數(shù)字碼同時(shí)進(jìn)行溢出判斷，并將判斷的結(jié)果傳輸?shù)叫?zhǔn)輸出電路進(jìn)行校準(zhǔn)，在發(fā)生下溢出的時(shí)候?qū)⑿?zhǔn)輸出電路的輸出全部置0，在發(fā)生上溢出的時(shí)候?qū)⑿?zhǔn)輸出電路的輸出全部置1，完成溢出判斷，并校準(zhǔn)輸出。如果存在因誤差導(dǎo)致的溢出判斷比較器判斷結(jié)果出錯(cuò)，可以在溢出判斷電路和校準(zhǔn)輸出電路校準(zhǔn)判斷失誤的溢出位，保證電路的正常輸出。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種溢出校準(zhǔn)電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器及模數(shù)轉(zhuǎn)換方法。

背景技術(shù)

隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，在日常生活、5G通訊、智能家電、以及高精尖功放、武器設(shè)備的應(yīng)用中對(duì)于模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital?Converter,ADC)的要求越來越高，因此高性能的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的研究越來越重要。

由于流水線型ADC因?yàn)榫哂休^高的精度，同時(shí)可以在速度和功耗之間擁有較高的折中，因此成為了研究重點(diǎn)。目前流水線型ADC的精度覆蓋了從8-16位，速度從10兆赫茲到1000兆赫茲。流水線型ADC的工作主要是將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，其特點(diǎn)是有多個(gè)子級(jí)串行工作并行輸出，輸入的模擬信號(hào)被第一子級(jí)量化后經(jīng)過延遲校準(zhǔn)電路輸出高位數(shù)字碼，接下來第二子級(jí)以及后續(xù)子級(jí)將前級(jí)量化后的剩余信號(hào)作為本子級(jí)輸入，重新量化并再次經(jīng)過延遲校準(zhǔn)電路輸出低位數(shù)字碼。由于模擬輸入存在大量的干擾，這些干擾極有可能大于輸入的可量化范圍，從而產(chǎn)生誤碼，因此依靠溢出校準(zhǔn)電路可以判斷輸入信號(hào)是否超過流水線型ADC的額定輸入可量化范圍，并對(duì)輸出的數(shù)字碼進(jìn)行溢出校準(zhǔn)。

目前用于3.5位的溢出校準(zhǔn)電路，通常在ADC的第一子級(jí)加入兩位比較器進(jìn)行判斷，當(dāng)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)入第一子級(jí)的時(shí)候僅能在一定的比較器誤差范圍內(nèi)進(jìn)行溢出判斷，因此對(duì)于比較器誤差較為敏感。當(dāng)比較器誤差較大的時(shí)候，易導(dǎo)致溢出標(biāo)志位錯(cuò)誤產(chǎn)生溢出信號(hào)，作為溢出判斷指示的情況，進(jìn)而發(fā)生誤碼。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種溢出校準(zhǔn)電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器及模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中比較器誤差較大時(shí)，溢出校準(zhǔn)電路易發(fā)生誤碼的問題。

一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種溢出校準(zhǔn)電路，包括：溢出判斷比較器和數(shù)字矯正電路，數(shù)字矯正電路包括：溢出判斷電路和校準(zhǔn)輸出電路；

溢出判斷比較器的數(shù)量為四個(gè)，其中的兩個(gè)溢出判斷比較器電連接在模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第一子級(jí)中，另外兩個(gè)溢出判斷比較器電連接在模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第二子級(jí)中，溢出判斷比較器用于產(chǎn)生第一子級(jí)和第二子級(jí)的數(shù)字碼的最高位；

溢出判斷電路與校準(zhǔn)輸出電路電連接，校準(zhǔn)輸出電路與第一子級(jí)、第二子級(jí)以及兩個(gè)溢出判斷比較器電連接，校準(zhǔn)輸出電路用于獲取第一子級(jí)和第二子級(jí)的數(shù)字碼，并將第一子級(jí)和第二子級(jí)的數(shù)字碼進(jìn)行錯(cuò)位相加，得到進(jìn)位標(biāo)志位；

溢出判斷電路用于獲取第一子級(jí)的數(shù)字碼的最高位、第二子級(jí)的數(shù)字碼的最高位以及進(jìn)位標(biāo)志位，并根據(jù)獲取的信號(hào)處理獲得溢出標(biāo)志位，校準(zhǔn)輸出電路在溢出標(biāo)志位的控制下輸出相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，校準(zhǔn)輸出電路包括：錯(cuò)位相加模塊、選擇開關(guān)和寄存器，溢出判斷電路與錯(cuò)位相加模塊、選擇開關(guān)和寄存器均電連接；錯(cuò)位相加模塊用于對(duì)第一子級(jí)和第二子級(jí)的數(shù)字碼進(jìn)行錯(cuò)位相加，得到進(jìn)位標(biāo)志位；溢出判斷電路對(duì)第一子級(jí)的數(shù)字碼的最高位、第二子級(jí)的數(shù)字碼的最高位以及進(jìn)位標(biāo)志位處理后，獲得選擇開關(guān)控制信號(hào)以及溢出標(biāo)志位；選擇開關(guān)在選擇開關(guān)控制信號(hào)的控制下改變開關(guān)狀態(tài)，并輸出相應(yīng)的開關(guān)信號(hào)；寄存器輸入溢出標(biāo)志位和開關(guān)信號(hào)后，輸出數(shù)字信號(hào)。