用于ADC的非线性校正的基于辅助ADC的校准制造技术

本申请公开了用于ADC的非线性校正的基于辅助ADC的校准。在一个示例中，一种系统(100)包括输入通道(102)和耦合到输入通道(104)的电压延迟转换器(V2D)(112)。该系统(100)还包括耦合到V2D(112)的第一多路复用器(114)和耦合到第一多路复用器的模数转换器(ADC)(140)。该系统(100)包括耦合到输入通道(102)的第二多路复用器(124)和耦合到第二多路复用器(124)的辅助ADC(126)。该系统(100)包括耦合到辅助ADC(126)的输出的校准电路(128)，其中校准电路(126)被配置为校正由输入通道(102)提供的信号中的非线性度。校准电路(128)还被配置为确定提供给ADC(140)的信号相对于提供给辅助ADC(126)的信号的非线性度。辅助ADC(126)的信号的非线性度。辅助ADC(126)的信号的非线性度。

【技术实现步骤摘要】
用于ADC的非线性校正的基于辅助ADC的校准
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请与2022年1月5日提交的美国专利申请号17/568972有关，该美国专利申请的标题为“Calibration Scheme for a Non
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Linear ADC(用于非线性ADC的校准方案)”，并通过引用将其整体并入本文。本申请与2019年5月13日提交的美国专利号10673456有关，其标题为“Conversion and Folding Circuit for Delay
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Based Analog
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to
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Digital Converter System(用于基于延迟的模数转换器系统的转换和折叠电路)”，并通过引用将其整体并入本文。本申请与___日提交的律师卷宗号TI
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100165，美国专利申请号___相关，其标题为“Lookup Table for Non
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Linear Systems(用于非线性系统的查找表)”，并通过引用将其整体并入本文。

技术介绍

[0003]延迟域模数转换器(ADC)通过在输入信号中实施延迟，将模拟信号转换为数字信号。延迟的长度基于输入信号的电压大小。产生延迟的延迟单元是受电压控制的，并且基于输入信号的电压大小改变延迟的长度。延迟时间随后由时间数字转换器数字化。

技术实现思路

[0004]根据本说明书的至少一个示例，一种系统包括输入通道和耦合到输入通道的电压延迟转换器(V2D)。该系统还包括耦合到V2D的第一多路复用器和耦合到第一多路复用器的模数转换器(ADC)。该系统包括耦合到输入通道的第二多路复用器和耦合到第二多路复用器的辅助ADC。该系统包括耦合到辅助ADC的输出的校准电路，其中校准电路被配置为校正由输入通道提供的信号中的非线性度。校准电路还被配置为确定提供给ADC的信号相对于提供给辅助ADC的信号的非线性度。
[0005]根据本说明书的至少一个示例，一种方法包括在输入通道上向V2D提供信号，其中V2D向多路复用器提供该信号，并且其中多路复用器向ADC提供该信号。该方法还包括通过将ADC的输出与数模转换器(DAC)提供的代码进行比较并将比较的结果存储在查找表(LUT)中来校准该信号。该方法包括向辅助ADC提供信号，其中辅助ADC向校准电路提供参考信号。该方法还包括通过将ADC的输出与参考信号进行比较来估计信号的非线性度。该方法包括至少部分地基于非线性度来更新LUT。
[0006]根据本说明书的至少一个示例，一种方法包括经由第一信号路径向ADC提供输入信号。该方法还包括经由第二信号路径向辅助ADC提供输入信号。该方法包括通过确定第一信号路径和第二信号路径之间的线性误差，以及通过至少部分地基于线性误差确定第一信号路径和第二数据路径之间的非线性误差，来确定第一信号通道和第二信号路径之间的非线性度。该方法还包括至少部分地基于非线性误差来更新LUT值。该方法包括至少部分地基于输入信号和LUT中的值提供来自LUT的输出信号。
附图说明
[0007]图1是根据各种示例的用于ADC的非线性校正的基于辅助ADC的校准的系统的示意图。
[0008]图2是根据各种示例的用于确定非线性度的算法的变量的框图。
[0009]图3是根据各种示例的用于线性失配估计和校正的变量的框图。
[0010]图4是根据各种示例的示出非线性度的幅度与输出代码的关系的曲线图集合。
[0011]图5是根据各种示例的用于ADC的非线性校正的基于辅助ADC的校准的系统的示意图。
[0012]图6是根据各种示例的用于ADC的非线性校正的基于辅助ADC的校准的系统的示意图。
[0013]图7是根据各种示例的用于ADC的非线性校正的基于辅助ADC的校准的方法的流程图。
[0014]图8是根据各种示例的用于ADC的非线性校正的基于辅助ADC的校准的方法的流程图。
[0015]图9是根据各种示例执行用于ADC的非线性校正的基于辅助ADC的校准的设备的框图。
[0016]附图中使用相同的附图标记或其他参考代号来指定相同或相似(功能和/或结构)的特征。
具体实施方式
[0017]延迟域ADC快速高效，但可能表现出非线性行为。基于延迟的ADC包括电压延迟转换器(V2D)，之后是延迟解析后端ADC(诸如在美国专利10,284,188、10,673,456、10,673,452和10,673,453中描述的电路/系统，所有这些专利都通过引用整体并入)。延迟域ADC可以具有多个级，每个级具有比较器和延迟。应校准延迟以实现最优增益(术语“增益”可以是电压增益、电流增益和/或延迟增益——其中延迟增益可能意指基于电路的输入处的电压或电压差通过电路的延迟量)。为了固定ADC的非线性度，校准路径可以与ADC的功能路径并行实施。在校准路径中，片上数模转换器(DAC)用校准数据填充查找表(LUT)，该校准数据将非线性ADC输出映射到线性代码。可能的DAC代码通过ADC传输，并且对于每个DAC代码，分析ADC输出并与预期输出进行比较。更新每个ADC的LUT，以将每个DAC代码正确转换为针对每个ADC的正确值。通过这种方法，芯片可以具有训练多个ADC的一个DAC。然而，系统的性能受到ADC的校准路径和功能路径之间的非线性失配的限制。
[0018]在本文的示例中，片上逐次逼近寄存器(SAR)ADC(下文描述的“辅助ADC”)估计一堆延迟域ADC的积分非线性度(INL)。INL是特定输出代码的理想输入阈值与测量阈值水平之间偏差的度量。在估计INL之后，使用这些估计来修改每个ADC的LUT数据，以校正INL。校准路径包括DAC和V2D。每个输入通道包括V2D、ADC和LUT，被称为功能路径。此外，每个输入通道经由参考路径提供给SAR ADC。输入通道共享参考路径中的SAR ADC。校准处理器耦合到SAR ADC和LUT。校准处理器可以是任何合适的校准电路或逻辑(包括但不限于处理器、状态机、专用集成电路、逻辑电路、模拟电路、存储器和/或软件)。校准处理器触发SAR ADC并读取SAR ADC的输出。校准处理器还经由LUT从输入通道接收样本。校准处理器使用这些样
本和下面描述的其他信息确定每个ADC的功能路径中的非线性度。然后，校准处理器反转非线性并更新LUT以校正非线性。
[0019]在本文的示例中，可以改进ADC的性能。性能可以通过杂散来测量，杂散是在信号链中发现的干扰频率分量。性能还可以通过无杂散动态范围(SFDR)来测量，SFDR是输出中基本信号与最强杂散信号的强度比。性能也可以通过谐波失真值来测量。在一个示例中，SAR ADC消耗可忽略的功率。本文描述的示例的附加面积要求和功率影响较小。
[0020]图1是根据本文各种示例的用于ADC的非线性校正的基于辅助ADC的校准的系统100的示意图。系统100包括输入通道102.1、102.2、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系统，其包括：输入通道；电压延迟转换器即V2D，其耦合到所述输入通道；第一多路复用器，其耦合到所述V2D；模数转换器即ADC，其耦合到所述第一多路复用器；第二多路复用器，其耦合到所述输入通道；辅助ADC，其耦合到所述第二多路复用器；校准电路，其耦合到所述辅助ADC的输出，所述校准电路被配置为校正由所述输入通道提供的信号中的非线性度；以及其中所述校准电路被配置为确定提供给所述ADC的所述信号相对于提供给所述辅助ADC的所述信号的所述非线性度。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述校准电路进一步被配置为通过更新查找表即LUT来校正所述非线性度。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述V2D是第一V2D，并且其中所述系统进一步包括：数模转换器即DAC，其耦合到第二V2D，所述第二V2D耦合到所述第一多路复用器，其中所述DAC被配置为校准所述ADC。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述LUT被配置为将所述ADC的输出映射到DAC代码。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述辅助ADC是线性ADC。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述校准电路被配置为触发所述辅助ADC。7.根据权利要求1所述的系统，其中衰减器被配置为衰减提供给所述辅助ADC的所述信号。8.一种方法，其包括：在输入通道上向电压延迟转换器即V2D提供信号，其中所述V2D向多路复用器提供所述信号，并且其中所述多路复用器向模数转换器即ADC提供所述信号；通过将所述ADC的输出与由数模转换器即DAC提供的代码进行比较并将比较的结果存储在查找表即LUT中来校准所述信号；将所述信号提供给辅助ADC，其中所述辅助ADC向校准电路提供参考信号；通过将所述ADC的所述输出与所述参考信号进行比较来估计所述信号的非线性度；以及至少部分地基于所述非线性度来更新所述LUT。9.根据权利要求8所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：