The invention relates to a method for calibrating the capacitance voltage coefficient of a high precision successive approximation analog-to-digital converter, belonging to the field of semiconductor integrated circuits. The voltage coefficient is calibrated; the charged charge is obtained from the capacitance model with voltage coefficient, and then the maximum value of INL is verified according to the measured value of INL. Then two very close second-order capacitance voltage coefficients are obtained according to equation 4, and the average value is second-order capacitance voltage system. The number is then calibrated in the digital domain. The invention can extract the capacitor voltage coefficient based on INL without adding analog calibration circuit, and calibrate the capacitor voltage coefficient by digital back end, thereby improving the conversion accuracy of ADC.
【技术实现步骤摘要】
高精度逐次逼近型模数转换器的电容电压系数校准方法
本专利技术属于半导体集成电路领域,涉及高精度逐次逼近型模数转换器的电容电压系数校准方法。
技术介绍
传统的逐次逼近型模数转换器(SARADC)的电路结构如图1所示,一个N位的SARADC包含N个二进制权重电容,在采样相时,开关S1中与输入信号Vip,Vin相连的开关导通,开关S2导通,电容上极板接输入信号,下极板接共模电平,如果电容具有电压系数,采样得到的电荷同样具有非线性;采样完成以后进入转换相,开关S1中与输入信号Vip,Vin相连的开关断开,开关S2断开,电容下极板浮空,根据比较器的比较结果,逐次逼近逻辑从高位到低位逐位决定电容的上极板接入的电平,电荷完成重分布,如果电容具有电压系数,那么就有非线性电荷参与重分布,转换结果就会产生非线性,降低转换器的转换精度,目前的校准方法是基于添加模拟电路从而测得电容电压系数再加以校准,这增加了电路复杂度。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的目的在于提供一种高精度逐次逼近型模数转换器的电容电压系数校准方法,基于INL提取电容电压系数,在数字后端对电容电压系数进行校准,不需要添加模拟校准电路的,提高ADC的转换精度。为达到上述目的,本专利技术提供如下技术方案:高精度逐次逼近型模数转换器的电容电压系数校准方法,包括以下步骤:对电压系数进行校准;带电压系数的电容模型如式1所示:C=C0*(1+α1*V+α2*V2+·····)(1)C为电容实际值,C0电容两端电压差为0时的标称值,α1为一阶电容电压系数,V为电容两端电压差,α2为二阶电容电压系数采样得带电电荷为:Q=C0* ...
【技术保护点】
1.高精度逐次逼近型模数转换器的电容电压系数校准方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:对电压系数进行校准;带电压系数的电容模型如式1所示:C=C0*(1+α1*V+α2*V2+·····) (1)C为电容实际值,C0电容两端电压差为0时的标称值,α1为一阶电容电压系数,V为电容两端电压差,α2为二阶电容电压系数采样得带电电荷为:Q=C0*(V+0.5*α1*V2+1/3*α2*V3+·····) (2)由于ADC(Analog‑to‑Digital Converter,模数转换器)采用差分结构,一阶电压系数相关项0.5*α1*V2在采样时会被抵消;如果忽略高阶电容电压系数,那么二阶电容电压系数相关项1/3*α2*V3就成为非线性的主导因素,根据ADC的INL(Integral nonlinearity,积分非线性)曲线来提取二阶电容电压系数并予以校准;INL曲线的形状由二阶电压系数决定,发生最大INL的数字码如式3所示:
【技术特征摘要】
1.高精度逐次逼近型模数转换器的电容电压系数校准方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:对电压系数进行校准;带电压系数的电容模型如式1所示:C=C0*(1+α1*V+α2*V2+·····)(1)C为电容实际值,C0电容两端电压差为0时的标称值,α1为一阶电容电压系数,V为电容两端电压差,α2为二阶电容电压系数采样得带电电荷为:Q=C0*(V+0.5*α1*V2+1/3*α2*V3+·····)(2)由于ADC(Analog-to-DigitalConverter,模数转换器)采用差分结构,一阶电压系数相关项0.5*α1*V2在采样时会被抵消;如果忽略高阶电容电压系数,那么二阶电容电压系数相关项1/3*α2*V3就成为非线性的主导因素,根据ADC的INL(Integralnonlinearity,积分非线性)曲线来提取二阶电容电压系数并予以校准;INL曲线的形状由二阶电压系...
【专利技术属性】
技术研发人员:张勇,李婷,黄正波,倪亚波,付东兵,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第二十四研究所,
类型:发明
国别省市:重庆,50
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