连续逼近式模拟数字转换器的测试方法及测试电路技术

本发明专利技术公开一种连续逼近式模拟数字转换器的测试方法及测试电路。测试方法包含：接收一连续逼近式模拟数字转换器的多个数字输出码；统计该些数字输出码的一奇数值个数及一偶数值个数；以及依据该奇数值个数及该偶数值个数，判断该连续逼近式模拟数字转换器是否有误差产生。

Testing method and test circuit of continuous approximation analog digital converter

The invention discloses a testing method and a test circuit of a continuous approximation analog digital converter. The test method includes: receiving a successive approximation analog to digital converter multiple digital output code; statistics to the digital output code, an odd number and even a Numerical numerical number; and according to the number of odd and even number of the numerical value, the judgment of the successive approximation type analog to digital converter is error.

【技术实现步骤摘要】
连续逼近式模拟数字转换器的测试方法及测试电路
本专利技术涉及连续逼近式模拟数字转换器，尤其涉及连续逼近式模拟数字转换器的测试方法及测试电路。
技术介绍
图1是已知电荷再分配(chargeredistribution)连续逼近式(successiveapproximation)模拟数字转换器(analogtodigitalconverter,ADC)的功能方块图。在连续逼近式ADC的某一次操作周期中，连续逼近暂存器(successiveapproximationregister,SAR)120依据比较器105的比较结果，决定数字输出码Dn的其中一位的值(1/0)，控制电路130依据数字输出码Dn产生控制信号Csw，数字模拟转换器(digitaltoanalogconverter,DAC)110依据控制信号Csw改变其内部的电容阵列的切换状态(控制电容的其中一端耦接至地或参考信号Vref)，使电容上的电荷重新分布，进而改变比较器105的反相输入端及非反相输入端的准位，以改变连续逼近式ADC下一个操作周期的比较对象。重复上述的步骤，数字输出码Dn由最高有效位(MSB)往最低有效位(LSB)依序被决定，过程中其所代表的值也渐渐往输入信号Vi逼近。测试连续逼近式ADC是否符合设计要求时，常藉由观察其差分非线性(differentialnonlinear,DNL)误差来做判断。然而此方法需要收集大量的DNL误差值，举例来说，12位的连续逼近式ADC需要40960笔数据(每一数字值取10笔数据)，这些数据还必须经过数字信号处理(digitalsignalprocessing,DSP)才能够分析DNL误差值的特性。如此庞大的数据量及DSP运算造成测试效率不佳。
技术实现思路
鉴于先前技术的不足，本专利技术的一目的在于提供一种连续逼近式模拟数字转换器的测试方法及测试电路，提高连续逼近式模拟数字转换器的测试效率。本专利技术的一实施例公开一种连续逼近式模拟数字转换器的测试方法，包含：接收一连续逼近式模拟数字转换器的多个数字输出码；统计该些数字输出码的一奇数值个数及一偶数值个数；以及依据该奇数值个数及该偶数值个数，判断该连续逼近式模拟数字转换器是否有误差产生。本专利技术另一实施例公开一种连续逼近式模拟数字转换器的测试电路，依据一连续逼近式模拟数字转换器的多个数字输出码检测该连续逼近式模拟数字转换器的误差情形，该测试电路包含：一计数单元，用来统计该些数字输出码的一奇数值个数及一偶数值个数；以及一处理单元，用来依据该奇数值个数及该偶数值个数，判断该连续逼近式模拟数字转换器是否有误差产生。本专利技术另一实施例公开一种电荷再分配的连续逼近式模拟数字转换器的测试方法，包含：接收一连续逼近式模拟数字转换器的多个数字输出码；以及依据该些数字输出码的奇数值或偶数值分布，推测电荷再分配连续逼近式模拟数字转换器产生误差的一操作周期。本专利技术的连续逼近式ADC的测试方法及测试电路利用连续逼近式ADC的数字输出值来判断是否有误差产生，只需简单地比较数字输出值的偶数值的个数及奇数值的个数即可快速得知连续逼近式ADC是否正常运作。相较于已知技术，本专利技术的测试方法及测试电路所需的数据量较少，因此可提升测试效率。有关本专利技术的特征、实作与功效，结合附图作实施例详细说明如下。附图说明图1为已知电荷再分配连续逼近式ADC的功能方块图；图2A为电荷再分配式连续逼近式ADC的电容阵列的其中一种切换状态；图2B为电荷再分配式连续逼近式ADC的电容阵列的其中一种切换状态；图2C为电荷再分配式连续逼近式ADC的电容阵列的其中一种切换状态；图3为DNL与数字输出码的一关系图；图4显示误差量对ADC判断位值时所造成的影响；图5A为DNL与数字输出码的另一关系图；图5B为图5A的局部放大图；图6A为电荷再分配式连续逼近式ADC的电容阵列的其中一种切换状态；图6B为电荷再分配式连续逼近式ADC的电容阵列的其中一种切换状态；图7为本专利技术的连续逼近式ADC的测试电路与连续逼近式ADC的连接关系图；图8为本专利技术的连续逼近式ADC的测试电路的一实施例的功能方块图；以及图9为本专利技术连续逼近式ADC的测试方法的其中一实施例的流程图。具体实施方式以下说明内容的技术用语系参照本
的习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，该部分用语的解释系以本说明书的说明或定义为准。本专利技术的公开内容包含连续逼近式ADC的测试方法及测试电路，其中，测试方法可以是硬件及/或软件及/或韧体的形式，并且可藉由本专利技术的测试电路或其等效装置来执行。图1的DAC110内部的电容阵列如图2A所示，其中输入信号Vi为差动信号，以差动信号对Vip及Vin表示，各个电容藉由开关SW耦接参考电压Vref或接地，各个开关SW的开关状态由控制信号Csw控制。图2A为5位的连续逼近式ADC的比较电路，以下以此电路为例，说明本专利技术的测试原理。假设参考电压Vref为0.5V，并且输入信号Vi经过转换后的理想数字值为10000(B1～B5，B1为MSB，B5为LSB)，则连续逼近式ADC的5个操作周期可以归纳为下表1(电容1C、2C、4C、8C仅用以代表各电容的电容值的比例，非用以代表绝对的电容值)：表1：因为连续逼近式ADC为5位，所以总共需要5个操作周期，每个操作周期包含DAC切换阶段与比较阶段。在第1次操作的DAC切换阶段中，所有电容的一端耦接差动信号Vi，另一端耦接参考信号Vref(如图2A所示)；在之后操作的DAC切换阶段中，电容的一端只耦接比较器105而不耦接差动信号Vi，另一端依据先前的比较阶段所得的结果，而耦接至参考信号Vref或接地。DAC切换阶段结束后，此时电容上的电荷量可反应差动信号的电压信息。在比较阶段中，比较器105比较其正负端输入信号的大小，并且连续逼近暂存器120依据比较结果决定对应该次操作周期的位值。不幸的是，在DAC切换阶段中，参考电压产生单元140可能受DAC110的影响(例如对参考电压产生单元140汲取电流，使得140无法在比较阶段之前回复到原本的电压)，而造成参考信号Vref的电压值下降。如果参考信号Vref未能在比较阶段之前回复到应有的电压值，则比较阶段会以有误差的电压值进行比较，使得该次的比较结果产生错误，进而连带影响之后所有的位值(因为DAC切换阶段的电荷再分配与先前已决定的位值有关)。承上例，假设在第4次操作的比较阶段(已完成电容8C、4C及2C的切换，如图2B所示)参考信号Vref未能回复到0.5V(假设只回复到0.49V)，则此10mV的电压差在比较器105的正端所造成的误差约为：在负端所造成的误差约为：则对比较器105所造成的总误差量为：然而，在不同的例子中，假设输入信号Vi经过转换后的理想数字值为11110，而且同样假设在第4次操作的比较阶段(已完成电容8C、4C及2C的切换，如图2C所示)参考信号Vref出现同样10mV的误差，则此时总误差量为：由此可见，虽然参考信号Vref同样是在切换完电容2C后来不及回复到应有的电压值，但却对比较器105造成不同的误差量。实际上此误差量与输入信号Vi有关，当输入信号Vi的值愈接近ADC的全摆幅(fullswing)(例如输入信号Vi的数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续逼近式模拟数字转换器的测试方法，包含：接收一连续逼近式模拟数字转换器的多个数字输出码；统计该多个数字输出码的一奇数值个数及一偶数值个数；以及依据该奇数值个数及该偶数值个数，判断该连续逼近式模拟数字转换器是否有误差产生。

【技术特征摘要】
1.一种连续逼近式模拟数字转换器的测试方法，包含：接收一连续逼近式模拟数字转换器的多个数字输出码；统计该多个数字输出码的一奇数值个数及一偶数值个数；以及依据该奇数值个数及该偶数值个数，判断该连续逼近式模拟数字转换器是否有误差产生。2.根据权利要求1所述的测试方法，其中，统计该多个数字输出码的该奇数值个数及该偶数值个数的步骤是依据该多个数字输出码的一部分，统计出该奇数值个数及该偶数值个数。3.根据权利要求2所述的测试方法，其中，该部分的该多个数字输出码的数值大于该连续逼近式模拟数字转换器的最大数字输出码数值的一半，且依据该奇数值个数及该偶数值个数判断该连续逼近式模拟数字转换器是否有误差产生的步骤更包含：判断该偶数值个数对该奇数值个数的一比值是否大于一预设值；以及如果该比值大于该预设值，则判断该连续逼近式模拟数字转换器有误差产生。4.根据权利要求2所述的测试方法，其中，该部分的该多个数字输出码的数值小于该连续逼近式模拟数字转换器的最大数字输出码数值的一半，且依据该奇数值个数及该偶数值个数判断该连续逼近式模拟数字转换器是否有误差产生的步骤更包含：判断该奇数值个数对该偶数值个数的一比值是否大于一预设值；以及如果该比值大于该预设值，则判断该连续逼近式模拟数字转换器有误差产生。5.根据权利要求1所述的测试方法，其中，该连续逼近式模拟数字转换器是一电荷再分配式的连续逼近式模拟数字转换器，且包含一电容阵列，该方法更包含：依据该奇数值或该偶数值相对密集的一位置所对应的数字输出码，推测该连续逼近式模拟数字转换器产生误差的一操作周期；以及调整该电容阵列对应该操作周期的切换...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄诗雄，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71