模拟数字转换器电路制造技术

本发明专利技术实施例公开了模拟数字转换器电路，其包括：多个电容，耦接于求和节点，在转换阶段之前，所述多个电容中的一个目标电容被耦接至直流电压而其他电容被耦接至模拟输入信号；比较器，包括与所述求和节点耦接的输入端，在所述转换阶段，所述比较器对所述求和节点处的求和电压执行比较操作来获得所述求和电压的极性；逻辑单元，包括分别与所述多个电容对应的多个权重值并根据所述权重值和所述比较操作的比较结果生成数字输出信号；提取补偿单元，用于根据所述数字输出信号和所述随机队列获取一个校准后的权重值，作为所述目标电容的校准后的权重值。本发明专利技术实施例可纠正电容不匹配导致的错误。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术要求申请日为2015年1月20日，专利号为62/105,418的美国专利的优先权，该美国专利的全部内容均包含在本专利技术中。
本专利技术涉及一种模拟数字转换器(AnalogtoDigitalConverter，ADC)电路，尤其涉及一种使用逐次求近技术(successiveapproximationtechnique)的模拟数字转换器电路。
技术介绍
模拟数字转换器(AnalogtoDigitalConverter，ADC)被广泛地用于各种应用，例如医疗系统，音频系统、测试及测量装置、通信系统，以及图像和视频系统等。最常见的ADC构造包括闪存(flash)ADC，流水线(pipeline)ADC以及逐次求近寄存器(SuccessiveApproximationRegister，SAR)ADC。SARADC的功率消耗小于flashADC和pipelineADC。因此，带有有限的供电电源的系统，例如便携式设备，通常使用SARADC。SARADC的转换精确度主要取决于数字模拟转换器(DigitaltoAnalogConverter，DAC)的不匹配和偏移误差(offseterror)。特别地，对于开关电容SARADC而言，主要取决于电容不匹配。
技术实现思路
本专利技术提供模拟数字转换器电路，来纠正电容不匹配所导致的错误。本专利技术提供了一种模拟数字转换器电路，其接收模拟输入信号并运行在采样阶段和跟随在所述采样阶段后面的转换阶段来产生数字输出信号，其包括：多个电容，耦接于求和节点，在所述转换阶段之前，所述多个电容中的一个目标电容被耦接至直流电压且所述多个电容中的其他电容被耦接至所述模拟输入信号；比较器，包括与所述求和节点耦接的输入端，在所述转换阶段，所述比较器对所述求和节点处的求和电压执行比较操作来获得所述求和电压的极性；以及，逻辑单元，包括分别与所述多个电容对应的多个权重值并根据所述权重值和所述比较操作的比较结果生成所述数字输出信号；提取补偿单元，用于根据所述数字输出信号和所述随机队列获取一个校准后的权重值，并将所述校准后的权重值作为所述目标电容的校准后的权重值；其中，根据一个随机对列，所述直流电压具有第一电压或不同于所述第一电压的第二电压。本专利技术还提供了一种模拟数字转换器电路，其接收模拟输入信号并运行在采样阶段和跟随在所述采样阶段后面的转换阶段来产生数字输出信号，其包括：第一开关，耦接于第一电压和求和节点之间；多个电容，其中每一个电容包括第一端和第二端，所述每一个电容的第一端耦接于所述求和节点；多个第二开关，其中每一个第二开关耦接于所述多个电容中的其中一个电容的第二端和第二电压之间；多个开关电路，其中，每一个开关电路耦接于所述多个电容中的其中一个电容的所述第二端，在所述转换阶段之前，与所述多个电容中的一个目标电容耦接的开关电路提供一个直流电压给所述目标电容，所述多个开关电路中的其他开关电路提供所述模拟输入信号给相耦接的其他电容，其中，所述直流电压与一个随机队列相关，且根据所述随机对列，所述直流电压具有第一电压或不同于所述第一电压的第二电压；比较器，包括耦接于所述求和节点的输入端，其中，在所述转换阶段，所述比较器对所述求和节点处的求和电压执行比较操作来获得所述求和电压的极性；逻辑单元，包括分别对应于所述多个电容的多个权重值，并用于根据所述权重值和所述比较操作的比较结果产生所述数字输出信号；以及，提取补偿单元，用于根据所述数字输出信号和随机队列获取一个校准后的权重值，并将所述校准后的权重值作为所述目标电容的校准后的权重值。本专利技术实施例的模拟数字转换器电路用于接收模拟输入信号并运行在采样阶段和跟随在所述采样阶段后面的转换阶段来产生数字输出信号，所述模拟数字转换器电路包括：多个电容，耦接于求和节点，在所述转换阶段之前，所述多个电容中的一个目标电容被耦接至直流电压且所述多个电容中的其他电容被耦接至所述模拟输入信号，其中，所述直流电压与一个随机队列相关，且根据所述随机对列，所述直流电压具有第一电压或不同于所述第一电压的第二电压；比较器，包括与所述求和节点耦接的输入端，在所述转换阶段，所述比较器对所述求和节点处的求和电压执行比较操作来获得所述求和电压的极性；以及，逻辑单元，包括分别与所述多个电容对应的多个权重值，并根据所述多个权重值和所述比较操作的比较结果生成所述数字输出信号；以及提取补偿单元，用于根据所述数字输出信号和随机队列获取一个校准后的权重值，并将所述校准后的权重值作为所述目标电容的校准后的权重值。由于目标电容的权重值得以校准，因此，本专利技术实施例可纠正电容不匹配所带来的错误。【附图说明】图1示出了SARADC电路的一个实施例。图2示出了图1中的SARADC电路的SARADC的一个实施例。图3示出了图1中的SARADC电路的采样阶段和转换阶段的时间。图4示出了图1中的SARADC电路的提取补偿单元11的一个实施例。图5示出了图2中的SARADC的开关电路的一个实施例。图6示出了图1中的SARADC电路的SARADC的另一个实施例。图7示出了低通滤波器的一个实施例。【具体实施方式】接下来的描述为本专利技术预期的最优实施例。这些描述用于阐述本专利技术的大致原则而不应用于限制本专利技术。本专利技术的保护范围应在参考本专利技术的权利要求的基础上进行认定。图1示出了SARADC电路的一个实施例。如图1所示，SARADC电路1包括SARADC10和提取补偿单元11。该SARADC电路1运行在采样阶段(samplephase)和转换阶段(conversionphase)，所述转换阶段跟随在采样阶段的几个周期之后。所述SARADC10接收一模拟输入信号Vin，并根据所述模拟输入信号Vin、多个电容的权重值(如图2所示)、一个直流电压(也即，一个随机信号q·Vr)产生一数字输出信号Do，其中，q表示一个二进制数值随机队列，该二进制数值随机队列与所述模拟输入信号Vin不相关，且随机队列中的每一个值等于1或-1，因此该随机队列q的所有值的平均值等于0。因此，所述随机信号q·Vr的电平为-Vr或Vr。在本实施例中，所述随机信号q·Vr被注入到在所述SARADC10中将要被校准的至少一个电容(如图2所示)中。因此，所述数字输出信号Do与所述随机信号q·Vr相关(具体可参考后续的等式(4)。作为一种举例，所述SARADC10包括：多个电容，耦接于求和节点，在所述转换阶段本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟数字转换器电路，其特征在于，所述模拟数字转换器电路用于接收模拟输入信号并运行在采样阶段和跟随在所述采样阶段后面的转换阶段来产生数字输出信号，所述模拟数字转换器电路包括：多个电容，耦接于求和节点，在所述转换阶段之前，所述多个电容中的一个目标电容被耦接至直流电压且所述多个电容中的其他电容被耦接至所述模拟输入信号，其中，所述直流电压与一个随机队列相关，且根据所述随机对列，所述直流电压具有第一电压或不同于所述第一电压的第二电压；比较器，包括与所述求和节点耦接的输入端，在所述转换阶段，所述比较器对所述求和节点处的求和电压执行比较操作来获得所述求和电压的极性；以及，逻辑单元，包括分别与所述多个电容对应的多个权重值，并根据所述多个权重值和所述比较操作的比较结果生成所述数字输出信号；以及提取补偿单元，用于根据所述数字输出信号和所述随机队列获取一个校准后的权重值，并将所述校准后的权重值作为所述目标电容的校准后的权重值；其中，根据所述随机对列，所述直流电压具有第一电压或不同于所述第一电压的第二电压。

【技术特征摘要】
2015.01.20 US 62/105,418;2015.04.22 US 14/693,1831.一种模拟数字转换器电路，其特征在于，所述模拟数字转换器电路用于
接收模拟输入信号并运行在采样阶段和跟随在所述采样阶段后面的转换阶段来
产生数字输出信号，所述模拟数字转换器电路包括：
多个电容，耦接于求和节点，在所述转换阶段之前，所述多个电容中的一
个目标电容被耦接至直流电压且所述多个电容中的其他电容被耦接至所述模拟
输入信号，其中，所述直流电压与一个随机队列相关，且根据所述随机对列，
所述直流电压具有第一电压或不同于所述第一电压的第二电压；
比较器，包括与所述求和节点耦接的输入端，在所述转换阶段，所述比较
器对所述求和节点处的求和电压执行比较操作来获得所述求和电压的极性；以
及，
逻辑单元，包括分别与所述多个电容对应的多个权重值，并根据所述多个
权重值和所述比较操作的比较结果生成所述数字输出信号；以及
提取补偿单元，用于根据所述数字输出信号和所述随机队列获取一个校准
后的权重值，并将所述校准后的权重值作为所述目标电容的校准后的权重值；
其中，根据所述随机对列，所述直流电压具有第一电压或不同于所述第一
电压的第二电压。
2.如权利要求1所述的模拟数字转换器电路，其特征在于，所述随机队列
的平均值等于0。
3.如权利要求1所述的模拟数字转换器电路，其特征在于，
所述提取补偿单元，还用于使用所述随机队列对所述数字输出信号执行一
关联操作，并进一步对所述数字输出信号执行一低通滤波处理来产生所述校准
后的权重值来作为所述目标电容的校准后的权重值，并基于所述目标电容的所
述校准后的权重值修正所述数字输出信号。
4.如权利要求3所述的模拟数字转换器电路，其特征在于，所述提取补偿
单元包括：
乘法器，用于接收所述数字输出信号并对所述数字输出信号和所述随机队
列执行所述关联操作；以及
低通滤波器，耦接于所述乘法器，用于执行所述低通滤波处理来产生所述
校准后的权重值。
5.如权利要求4所述的模拟数字转换器电路，其特征在于，所述低通滤波
器由数字累加器和除法器实现，它们按照预先设定的周期运行来产生所述校准
后的权重值。
6.如权利要求1所述的模拟数字转换器电路，其特征在于，所述随机队列
与所述模拟输入信号不相关。
7.一种模拟数字转换器电路，其特征在于，所述模拟数字转换器电路用于
接收模拟输入信号并运行在采样阶段和跟随在所述采样阶段后面的转换阶段来
产生数字输出信号，所述模拟数字转换器电路包括：
第一开关，耦接于第一电压和求和节点之间；
多个电容，其中每一个电容包括第一端和第二端，所述每一个电容的第一
端耦接于所述求和节点；
多个第二开关，其中每一个第二开关耦接于所述多个电容中的其中一个电
容的第二端和第二电压之间；
多个开关电路，其中，每一个开关电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞梅，刘纯成，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71