模拟至数字转换器及其校正方法以及校正设备技术

本发明专利技术提出一种模拟至数字转换器及其校正方法以及校正设备。该校正方法包括以下步骤：提供第一电荷量至比较器的第一输入端；藉由多个切换电容组的其中之一提供第二电荷量至比较器的第二输入端，并且藉由这些切换电容组的至少其中的另一个提供补偿电荷量至比较器的第二输入端；藉由比较器比较第一输入端接收的电压值以及第二输入端接收的电压值，并且输出电压比较结果至控制器；以及若控制器依据电压比较结果判断提供至第二输入端的电荷量近似于提供至第一输入端的电荷量，则藉由控制器记录校正电荷量至控制器存储的查找表。

Analog to Digital Converter and Its Correction Method and Correction Equipment

【技术实现步骤摘要】
模拟至数字转换器及其校正方法以及校正设备
本专利技术涉及一种校正技术，且特别涉及一种模拟至数字转换器及其校正方法以及校正设备。
技术介绍
在模拟至数字转换器(Analog-to-DigitalConverter，ADC)的
中，连续逼近式(SuccessiveApproximationRegister，SAR)模拟至数字转换器具有使用单位面积较小，功率消耗较低的优点，因此普遍应用于各式电子设备当中。然而，传统的连续逼近式模拟至数字转换器往往会发生电容不匹配(Mismatch)的情况，而影响到模拟至数字转换器的分辨率(Resolution)。但是，现有校正电容的方式会导致增加制造成本的增加，或是需要花费较多的时间来进行电容补偿，而造成模拟至数字转换器的效能降低。有鉴于此，本专利技术将在以下提出几个实施例的解决方案。
技术实现思路
本专利技术提供一种模拟至数字转换器、校正方法以及校正设备可有效地校正电容不匹配的情况，并且具有便捷且低成本的优点。本专利技术的校正方法适用于模拟至数字转换器。模拟至数字转换器包括控制器、比较器以及多个切换电容阵列。切换电容阵列包括多个切换电容组。校正方法包括：提供第一电荷量至比较器的第一输入端；藉由这些切换电容组的其中之一提供第二电荷量至比较器的第二输入端，并且藉由这些切换电容组的至少其中的另一个提供补偿电荷量至比较器的第二输入端；藉由比较器比较第一输入端接收的电压值以及第二输入端接收的电压值，并且输出电压比较结果至控制器；以及若控制器依据电压比较结果判断提供至第二输入端的电荷量近似于提供至第一输入端的电荷量，则藉由控制器记录校正电荷量至控制器存储的查找表，其中校正电荷量等于补偿电荷量相减或相加于一个单位电容提供的电荷量。本专利技术的一种模拟至数字转换器包括控制器、比较器以及切换电容阵列。比较器具有第一输入端、第二输入端以及输出端。比较器耦接控制器。切换电容阵列耦接控制器。切换电容阵列包括多个切换电容组。比较器的第一输入端接收第一电荷量。控制器操作这些切换电容组，以藉由这些切换电容组的其中之一提供第二电荷量至比较器的第二输入端，并且藉由这些切换电容组的至少其中的另一个提供补偿电荷量至比较器的第二输入端。比较器比较第一输入端接收的电压值以及第二输入端接收的电压值，并且输出电压比较结果至控制器。若控制器依据电压比较结果判断提供至第二输入端的电荷量近似于提供至第一输入端的电荷量，则控制器记录校正电荷量至控制器存储的查找表。校正电荷量等于补偿电荷量相减或相加于一个单位电容提供的电荷量。本专利技术的一种校正设备适用于校正模拟至数字转换器。模拟至数字转换器包括控制器、比较器以及切换电容阵列。切换电容阵列包括多个切换电容组。校正设备包括处理器。处理器耦接模拟至数字转换器。处理器用以驱动控制器以执行校正操作，以使比较器的第一输入端接收第一电荷量。控制器操作这些切换电容组，以藉由这些切换电容组的其中之一提供第二电荷量至比较器的第二输入端，并且藉由这些切换电容组的至少其中的另一个提供补偿电荷量至比较器的第二输入端。比较器比较第一输入端接收的电压值以及第二输入端接收的电压值，并且输出电压比较结果至控制器。若控制器依据电压比较结果判断提供至第二输入端的电荷量近似于提供至第一输入端的电荷量，则控制器记录校正电荷量至控制器存储的查找表。校正电荷量等于补偿电荷量相减或相加于一个单位电容提供的电荷量。基于上述，本专利技术的模拟至数字转换器、校正方法以及校正设备可校正模拟至数字转换器的多个切换电容组的一部分，其中本专利技术的校正方法是利用这些切换电容组的另一部分来提供补偿电荷量，并且记录这些切换电容组的一部分的校正电荷量至查找表，以使模拟至数字转换器在执行二分搜寻操作时，可依据查找表来进行补偿。因此，本专利技术的模拟至数字转换器无需设置其他校正电路或编写繁杂的编码设定，即可有效地校正电容不匹配的情况。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1绘示本专利技术一实施例的模拟至数字转换器的方块图。图2绘示图1实施例的模拟至数字转换器的示意图。图3绘示本专利技术一实施例的校正方法的流程图。图4A至图4D绘示图2实施例的切换电容阵列的切换示意图。图5绘示本专利技术另一实施例的校正方法的流程图。图6绘示本专利技术一实施例的校正设备的方块图。【符号说明】100、600：模拟至数字转换器110、610：控制器120、620：比较器121：第一输入端122：第二输入端123：输出端130、630：切换电容阵列132：开关模块611：存储单元612：查找表700：校正设备710：处理器C0：基本电容C1～C10：切换电容组Vin：输入电压Vref：参考电压S310、S320、S330、S340、S341、S342、S343、S344、S345、S346、S350、S360、S370、S510、S520、S530、S540：步骤具体实施方式为了使本专利技术的内容可以被更容易明了，以下特举实施例做为本专利技术确实能够据以实施的范例。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件/步骤，代表相同或类似部件。图1绘示本专利技术一实施例的模拟至数字转换器的方块图。参考图1，模拟至数字转换器100包括控制器110、比较器120以及切换电容阵列130。控制器110耦接比较器120以及切换电容阵列130，并且比较器120耦接切换电容阵列130。切换电容阵列130可包括多个切换电容组，并且切换电容阵列130可为数字至模拟转换器(Digital-to-AnalogConverter，DAC)。在本实施例中，模拟至数字转换器100可为连续逼近式(SuccessiveApproximationRegister，SAR)模拟数字转换器(Analog-to-DigitalConverter，ADC)。模拟至数字转换器100可用以依据二进位搜寻算法(Binarysearchalgorithm)执行二分搜寻操作(Binarysearch)，以进行模拟信号至数字信号的转换工作。在本实施例中，模拟至数字转换器100可经由预先校正而建立查找表(Look-UpTable，LUT)，以使当模拟至数字转换器100在执行模拟至数字转换工作时，控制器110可依据切换电容阵列130的切换状态来对应读取查找表，以藉由记录在查找表中对应的补偿电荷量来校正切换电容阵列130提供至比较器120的电荷量。因此，本实施例的比较器120可输出正确的比较结果。在本实施例中，控制器110例如是中央处理单元(CentralProcessingUnit，CPU)，或是其他可编程的一般用途或特殊用途的微处理器(microprocessor)、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、可编程控制器、特殊应用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuits，ASIC)、可编程逻辑装置(ProgrammableLogicDevice，PLD)、其他类似处理电路或这些装置的组合。控制器110可进一步包括存储单元，其中存储单元例如是动态随机存取存储器(DynamicRandomAccessMemory，DRAM)、快闪存储器(Fl本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种校正方法，适用于模拟至数字转换器，其中该模拟至数字转换器包括控制器、比较器以及切换电容阵列，并且该切换电容阵列包括多个切换电容组，其特征在于，该校正方法包括：提供第一电荷量至该比较器的第一输入端；藉由这些切换电容组的其中之一提供第二电荷量至该比较器的第二输入端，并且藉由这些切换电容组的至少其中的另一个提供补偿电荷量至该比较器的该第二输入端；藉由该比较器比较该第一输入端接收的电压值以及该第二输入端接收的电压值，并且输出电压比较结果至该控制器；以及若该控制器依据该电压比较结果判断提供至该第二输入端的电荷量近似于提供至该第一输入端的电荷量，则藉由该控制器记录校正电荷量至该控制器存储的查找表，其中该校正电荷量等于该补偿电荷量相减或相加于一个单位电容提供的电荷量。

【技术特征摘要】
2017.10.31 TW 1061375371.一种校正方法，适用于模拟至数字转换器，其中该模拟至数字转换器包括控制器、比较器以及切换电容阵列，并且该切换电容阵列包括多个切换电容组，其特征在于，该校正方法包括：提供第一电荷量至该比较器的第一输入端；藉由这些切换电容组的其中之一提供第二电荷量至该比较器的第二输入端，并且藉由这些切换电容组的至少其中的另一个提供补偿电荷量至该比较器的该第二输入端；藉由该比较器比较该第一输入端接收的电压值以及该第二输入端接收的电压值，并且输出电压比较结果至该控制器；以及若该控制器依据该电压比较结果判断提供至该第二输入端的电荷量近似于提供至该第一输入端的电荷量，则藉由该控制器记录校正电荷量至该控制器存储的查找表，其中该校正电荷量等于该补偿电荷量相减或相加于一个单位电容提供的电荷量。2.如权利要求1所述的校正方法，其中藉由该比较器比较该第一输入端接收的电压值以及该第二输入端接收的电压值，并且输出该电压比较结果至该控制器的步骤包括：藉由这些切换电容组的其中之一提供该第二电荷量至该比较器的该第二输入端，以使该比较器比较对应于该第一电荷量的电压值以及对应于该第二电荷量的电压值，以输出第一比较结果；藉由这些切换电容组的其中之一提供该第二电荷量至该比较器的该第二输入端，并且藉由这些切换电容组的至少其中的另一个同时提供该补偿电荷量至该比较器的该第二输入端，以使该比较器比较对应于该第一电荷量的电压值以及对应于该第二电荷量加上该补偿电荷量的电压值，以输出第二比较结果；以及藉由该控制器依据该第一比较结果以及该第二比较结果来判断提供至该第二输入端的电荷量是否近似于提供至该第一输入端的电荷量。3.如权利要求2所述的校正方法，其中藉由该控制器依据该第一比较结果以及该第二比较结果来判断提供至该第二输入端的电荷量是否近似于提供至该第一输入端的电荷量的步骤包括：若该第一比较结果相异于该第二比较结果，则判断提供至该第二输入端的电荷量近似于提供至该第一输入端的电荷量；以及若该第一比较结果相同于该第二比较结果，则判断提供至该第二输入端的电荷量未近似于提供至该第一输入端的电荷量。4.如权利要求2所述的校正方法，还包括：依据该第一比较结果来决定该补偿电荷量为正电荷量或负电荷量。5.如权利要求1所述的校正方法，其中这些切换电容组的其中之一的电容值高于这些切换电容组的至少其中的另一个的电容值。6.如权利要求1所述的校正方法，其中该模拟至数字转换器为十位连续逼近式模拟数字转换器。7.如权利要求1所述的校正方法，还包括：当该模拟至数字转换器执行二分搜寻操作时，若这些切换电容组的其中之一被导通，则藉由该控制器依据记录在该查找表中的该校正电荷量来对应调整这些切换电容组的导通状态。8.一种模拟至数字转换器，其特征在于，包括：控制器；比较器，具有第一输入端、第二输入端以及输出端，并且该比较器耦接该控制器；以及切换电容阵列，耦接该控制器，并且该切换电容阵列包括多个切换电容组，其中该比较器的第一输入端接收第一电荷量，并且该控制器操作这些切换电容组，以藉由这些切换电容组的其中之一提供第二电荷量至该比较器的第二输入端，并且藉由这些切换电容组的至少其中的另一个提供补偿电荷量至该比较器的该第二输入端，其中该比较器比较该第一输入端接收的电压值以及该第二输入端接收的电压值，并且输出电压比较结果至该控制器，若该控制器依据该电压比较结果判断提供至该第二输入端的电荷量近似于提供至该第一输入端的电荷量，则该控制器记录校正电荷量至该控制器存储的查找表，其中该校正电荷量等于该补偿电荷量相减或相加于一个单位电容提供的电荷量。9.如权利要求8所述的模拟至数字转换器，其中这些切换电容组的其中之一提供该第二电荷量至该比较器的该第二输入端，以使该比较器比较对应于该第一电荷量的电压...

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