电容阵列权重校准的方法技术

技术编号:19125770 阅读:50 留言:0更新日期:2018-10-10 07:17
本发明专利技术公开了一种电容阵列权重校准的方法,该方法包括获得第L位以前的所有位上的校准后的电容的权重,其中,L为大于等于2的自然数;获得第L位以前的所有位上的比特值,所述比特值根据电荷守恒定律获得;将所述L位之前的每一位上的电容的权重与对应位上的比特值相乘,并将所有乘积的和,作为所述第L位上的电容校准后的权重。然后按此方法依次校准之后每一位电容的权重。所述电容阵列的权重通过此方法校准后,即使电容间存在不匹配,最后整个电容阵列仍能表现出很好的线性度,此方法不仅计算简单且适用范围较广。

【技术实现步骤摘要】
电容阵列权重校准的方法
本专利技术属于模拟数字转换器
,具体涉及一种电容阵列权重校准的方法。
技术介绍
目前应用最广泛的模数转换器(ADC)都是以电容阵列为其主体结构,而在集成电路制造过程中,电容器之间会存在匹配问题,特别是对于晶片面积有限的应用,单位电容变得越来越小,使得电容器的匹配变得更加恶化,电容的失配误差对ADC性能影响很大,因此就需要对其进行校准。现有技术的一种自校准技术是借助一个单独的校准电容阵列,来测量每一位电容的误差,并将其误差存入寄存器中,实际工作时,校准电容阵列将误差转换成模拟量,并在模拟域减去这个误差。这种方式在测量和减去误差电压的时候需要一个额外的电容阵列,增加了芯片面积,且无法广泛使用。现有技术的另一种非二进制电容阵列冗余校准方法,允许建立不完全而引起的动态误差的存在,但需要额外增加许多转换周期,且非二进制电容阵列需要ROM记录每一位的权重,以及最后的输出码的复杂计算,需要大量的时间来使算法收敛到一定的精度值,大大增加了系统的复杂性,并且非二进制电容阵列在版图上难以实现匹配设计。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术提供了一种电容阵列权重校准的方法,以解决现有技术中,校准方法复杂,占用芯片面积大,适用范围小的问题。本专利技术提出一种电容阵列权重校准的方法,包括:获得第L位以前的所有位上的校准后的电容的权重,其中,L为大于等于2的自然数;获得第L位以前的所有位上的比特值;所述比特值根据电荷守恒定律获得;将所述L位以前的每一位上的电容的权重与对应位上的比特值相乘,并将所有乘积的和,作为所述第L位上的电容校准后的权重。优选地,获得所述比特值的步骤包括:将电容阵列的顶板连接至共模电压,并将要校准的第L位的电容的底板连接至参考电压,其他电容的底板均连接至共模电压;将电容阵列的顶板浮空,并将第L位的电容的底板连接至共模电压,通过调整第L位以前的所有位上的电容的底板连接至所述共模电压或者所述参考电压,使得所述电容阵列的顶板电压再次回到所述共模电压;根据第L位以前的所有位上的电容的底板的连接状态,确定所述比特值。优选地,所述比特值为1或0,当所述电容器阵列的顶板电压再次回到所述共模电压时,当某一位上的电容的底板连接至所述参考电压时,该位的比特值为1;当某一位上的电容的底板连接至所述共模电压时,该位的比特值为0。优选地,每一位电容的权重计算,均取T次计算的平均值,其中,T为大于等于1的自然数。优选地,所述电容阵列权重校准是依次进行的,每一位电容的权重计算是建立在前一位电容的权重已经更新的基础上。优选地,在所述电容阵列中还包含一额外电容,所述额外电容连接至所述电容阵列的最低位,且具有预定的权重,用以防止权重计算超限。优选地,当指定位的电容权重计算完毕后,该位的电容权重被写入到寄存器中以更新它的权重值。优选地,当电容阵列权重校准完毕后,校准后的电容阵列权重即可被选择作为电路的参数,并利用一选择电路来选择是采用原始的电容阵列权重还是校准后的电容阵列权重作为电路的参数。优选地,采用比较器以及逐次逼近逻辑电路来确定所述比特值。优选地,所述电容阵列的顶板浮空后,此时将电容阵列顶板的电压与所述共模电压进行比较,当电容阵列顶板的电压低于所述共模电压时,将第L-1位的比特值置为1,否则将其置为0,此时电容阵列顶板的电压会再次变化,接着将变化后的电容阵列顶板的电压与所述共模电压比较得到第L-2位的比特值,依此类推一直到最低位的比特值被确定。本专利技术提出的电容阵列权重校准的方法包括:获得第L位以前的所有位上的校准后的电容的权重,其中,L为大于等于2的自然数;获得第L位以前的所有位上的比特值;所述比特值根据电荷守恒定律获得;将所述L位之前的每一位上的电容的权重与对应位上的比特值相乘,并将所有乘积的和,作为所述第L位上的电容校准后的权重。然后按此方法依次校准之后的每一位电容的权重。其中,所述比特值通过比较器和逐次逼近逻辑电路控制电容阵列开关状态来确定。所述电容阵列的权重通过此方法校准后,即使电容间存在不匹配,最后整个电容阵列仍能表现出很好的线性度,此方法不仅计算简单且适用范围较广。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为依据本专利技术的实施例一的电容阵列电路结构图;图2为依据本专利技术的实施例一的电容阵列校准结果的存储流程图;图3为依据本专利技术的实施例二的电容阵列电路结构图;具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述,但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质,公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的附图都是为了说明的目的,并且附图不一定是按比例绘制的。同时,应当理解,在以下的描述中,“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时,它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件,元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反,当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时,意味着两者不存在中间元件。除非上下文明确要求,否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义;也就是说,是“包括但不限于”的含义。在本专利技术的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本专利技术的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1为依据本专利技术的实施例一的电容阵列电路结构图,所述电容阵列由电容C1、C2、……CL、CL+1、……CN连接组成,其中L、N为自然数,所述电容阵列的底板通过一组切换开关阵列连接至共模电压VCM或参考电压VREFP,顶板通过一开关SCM连接至共模电压VCM,所述开关阵列由开关sc<1>、sc<2>、……sc<L>、sc<L+1>、……sc<N>组成,其中L、N为自然数,所述开关与所述电容一一对应。所述电容阵列的输出端连接到比较器CMP的第一输入端(例如,反相输入端),所述比较器CMP的第二输入端(例如,同相输入端)连接共模电压VCM,其输出端连接逐次逼近(SAR)逻辑电路11的输入端,所述SAR逻辑电路11根据比较器CMP的输出信号实现对电容阵列开关的逻辑控制。本专利技术提供的电容阵列权重校准的方法,包括获得第L位之前的所有位上的校准后的电容的权重Wi,其中,L为大于等于2的自然数;获得第L位之前的所有位上的比特值Di,所述比特值Di根据电荷守恒定律获得;将所述L位之前的每一位上的电容的权重Wi与对应位上的比本文档来自技高网...
电容阵列权重校准的方法

【技术保护点】
1.一种电容阵列权重校准的方法,包括:获得第L位以前的所有位上的校准后的电容的权重,其中,L为大于等于2的自然数;获得第L位以前的所有位上的比特值;所述比特值根据电荷守恒定律获得;将所述L位以前的每一位上的电容的权重与对应位上的比特值相乘,并将所有乘积的和,作为所述第L位上的电容校准后的权重。

【技术特征摘要】
1.一种电容阵列权重校准的方法,包括:获得第L位以前的所有位上的校准后的电容的权重,其中,L为大于等于2的自然数;获得第L位以前的所有位上的比特值;所述比特值根据电荷守恒定律获得;将所述L位以前的每一位上的电容的权重与对应位上的比特值相乘,并将所有乘积的和,作为所述第L位上的电容校准后的权重。2.根据权利要求1所述的电容阵列权重校准的方法,其特征在于,获得所述比特值的步骤包括:将电容阵列的顶板连接至共模电压,并将要校准的第L位的电容的底板连接至参考电压,其他电容的底板均连接至共模电压;将电容阵列的顶板浮空,并将第L位的电容的底板连接至共模电压,通过调整第L位以前的所有位上的电容的底板连接至所述共模电压或者所述参考电压,使得所述电容阵列的顶板电压再次回到所述共模电压;根据第L位以前的所有位上的电容的底板的连接状态,确定所述比特值。3.根据权利要求2所述的电容阵列权重校准的方法,其特征在于,所述比特值为1或0,当所述电容器阵列的顶板电压再次回到所述共模电压时,当某一位上的电容的底板连接至所述参考电压时,该位的比特值为1;当某一位上的电容的底板连接至所述共模电压时,该位的比特值为0。4.根据权利要求1所述的电容阵列权重校准的方法,其特征在于,每一位电容的权重计算,均取T次计算的平均值,其中,T为大于等于1的自然数。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:金乐乐朱循宇
申请(专利权)人:矽力杰半导体技术杭州有限公司
类型:发明
国别省市:浙江,33

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