一种流水线ADC中开关电容的校准方法与装置制造方法及图纸

本申请提供了一种流水线ADC中开关电容的校准方法与装置，方法包括：选取一个子转换器；将子转换器中DAC模块中第i条支路中的参考电压开关接正参考电压源，并向子转换器发送校准模拟信号，以得到子转换器输出的第一余差信号；将第i条支路中的参考电压开关接负参考电压源，并向子转换器发送模拟信号，以得到子转换器输出的第二余差信号；基于第一余差信号、第二余差信号、正参考电压源的电压值以及子转换器中反馈电容的电容值，计算得到第i条支路中的开关电容的实际电容值；基于实际电容值，对第i条支路中的开关电容进行校准。本申请能够在不需要引入特殊的测试电路以及高精度辅助ADC的情况下，对流水线ADC中的开关电容进行校准。校准。校准。

【技术实现步骤摘要】
一种流水线ADC中开关电容的校准方法与装置


[0001]本申请涉及电路
，具体而言，涉及一种流水线ADC中开关电容的校准方法与装置。

技术介绍

[0002]现代通信系统中模数转换器(AnalogtoDigitalConverter，ADC)有着广泛的应用，其中，流水线ADC是最流行的结构。
[0003]对于流水线ADC而言，流水线ADC中的开关电容与反馈电容的比值是决定流水线ADC精准度的关键因素，然而由于开关电容的实际电容值与其理想设计值存在偏差，因此需要对偏差进行校准。
[0004]现有的校准方式，包括在开关电容的生产过程中对其进行调压(即trim)，或，引入一个速度较慢，但是精度更高的辅助ADC，以实时校准转换误差。然而，前者需要附加的测试电路和昂贵的测试设备，后者需要付出面积和功耗的代价。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请的目的在于提供一种流水线ADC中开关电容的校准方法与装置，能够在不需要引入特殊的测试电路以及高精度辅助ADC的情况下，对流水线ADC中的开关电容进行校准。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种流水线ADC中开关电容的校准方法，所述方法包括：
[0007]S101、从所述流水线ADC包括的多个级联的子转换器中选取一个目标子转换器；
[0008]S102、将最新的目标子转换器配置为采样模式，以对最新的目标子转换器中的每一开关电容进行充电；
[0009]S103、在最新的目标子转换器中的每一开关电容完成充电后，将最新的目标子转换器配置为转换模式，以及，将最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的参考电压开关接最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的正参考电压源，以及，向最新的目标子转换器发送校准模拟信号，以得到最新的目标子转换器输出的第一余差信号，其中，i的初始值为1到n
‑
1的任一整数，n为最新的目标子转换器中DAC模块中支路的数量；
[0010]S104、将最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的参考电压开关接最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的负参考电压源，并向最新的目标子转换器发送所述校准模拟信号，以得到最新的目标子转换器输出的第二余差信号，其中，对于最新的目标子转换器中DAC模块中除第i条支路的每一参考支路，在最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的参考电压开关分别接最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的正参考电压源和负参考电压源时，该参考支路中的参考电压开关均接该参考支路中的正参考电压源，或，均接该参考支路中的负参考电压源；
[0011]S105、基于最新的第一余差信号、最新的第二余差信号、最新的目标子转换器中
DAC模块中第i条支路中的正参考电压源的电压值以及最新的目标子转换器中反馈电容的电容值，计算得到最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的开关电容的实际电容值；
[0012]S106、基于最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的开关电容的实际电容值，对最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的开关电容进行校准。
[0013]在一种可能的实施方式中，i的初始值为1；在基于最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的开关电容的实际电容值，对最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的开关电容进行校准之后，所述方法还包括：
[0014]判断当前i是否小于n
‑
1；
[0015]若当前i小于n
‑
1，则将i+1，并返回步骤S102；
[0016]若当前i不小于n
‑
1，则判断当前是否已进行过n次对于最新的目标子转换器中DAC模块中的开关电容的校准；
[0017]若当前未进行过n次对于最新的目标子转换器中DAC模块中的开关电容的校准，则将最新的目标子转换器中DAC模块中第n
‑
1条支路中的开关电容与最新的目标子转换器中DAC模块中第n条支路中的开关电容各自在最新的目标子转换器中的电路连接关系进行相互替换，并返回步骤S102。
[0018]在一种可能的实施方式中，在若当前i不小于n
‑
1，则判断当前是否已进行过n次对于最新的目标子转换器中DAC模块中的开关电容的校准之后，所述方法还包括：
[0019]若当前已进行过n次对于最新的目标子转换器中DAC模块中的开关电容的校准，则判断最新的目标子转换器是否为处于所述流水线ADC中第一级的子转换器；
[0020]若最新的目标子转换器不为处于所述流水线ADC中第一级的子转换器，则将所述流水线ADC中处于最新的目标子转换器前一级的子转换器作为最新的目标子转换器，并将i设置为所述初始值，并返回步骤S102；
[0021]若最新的目标子转换器为处于所述流水线ADC中第一级的子转换器，则结束流程。
[0022]在一种可能的实施方式中，基于最新的第一余差信号、最新的第二余差信号、最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的正参考电压源的电压值以及最新的目标子转换器中反馈电容的电容值，计算得到最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的开关电容的实际电容值，包括：
[0023]通过以下公式，计算得到最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的开关电容的实际电容值；
[0024][0025]其中，C
i
为最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的开关电容的实际电容值，V
ref
为最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的正参考电压源的电压值，C
F
为最新的目标子转换器中反馈电容的电容值，V
out
(T
i
＝1)为最新的第一余差信号，V
out
(T
i
＝
‑
1)为最新的第二余差信号。
[0026]第二方面，本申请实施例提供了一种流水线ADC中开关电容的校准装置，所述装置包括：
[0027]选取模块，用于从所述流水线ADC包括的多个级联的子转换器中选取一个目标子
转换器；
[0028]第一处理模块，用于将最新的目标子转换器配置为采样模式，以对最新的目标子转换器中的每一开关电容进行充电；
[0029]第二处理模块，用于在最新的目标子转换器中的每一开关电容完成充电后，将最新的目标子转换器配置为转换模式，以及，将最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的参考电压开关接最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的正参考电压源，以及，向最新的目标子转换器发送校准模拟信号，以得到最新的目标子转换器输出的第一余差信号，其中，i的初始值为1到n
‑
1的任一整数，n为最新的目标子转换器中DAC模块中支路的数量；
[0030]第三处理模块，用于将最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的参考电压开关接最新的目标子转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流水线ADC中开关电容的校准方法，其特征在于，所述方法包括：S101、从所述流水线ADC包括的多个级联的子转换器中选取一个目标子转换器；S102、将最新的目标子转换器配置为采样模式，以对最新的目标子转换器中的每一开关电容进行充电；S103、在最新的目标子转换器中的每一开关电容完成充电后，将最新的目标子转换器配置为转换模式，以及，将最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的参考电压开关接最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的正参考电压源，以及，向最新的目标子转换器发送校准模拟信号，以得到最新的目标子转换器输出的第一余差信号，其中，i的初始值为1到n
‑
1的任一整数，n为最新的目标子转换器中DAC模块中支路的数量；S104、将最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的参考电压开关接最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的负参考电压源，并向最新的目标子转换器发送所述校准模拟信号，以得到最新的目标子转换器输出的第二余差信号，其中，对于最新的目标子转换器中DAC模块中除第i条支路的每一参考支路，在最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的参考电压开关分别接最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的正参考电压源和负参考电压源时，该参考支路中的参考电压开关均接该参考支路中的正参考电压源，或，均接该参考支路中的负参考电压源；S105、基于最新的第一余差信号、最新的第二余差信号、最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的正参考电压源的电压值以及最新的目标子转换器中反馈电容的电容值，计算得到最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的开关电容的实际电容值；S106、基于最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的开关电容的实际电容值，对最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的开关电容进行校准。2.根据权利要求1所述的流水线ADC中开关电容的校准方法，其特征在于，i的初始值为1；在基于最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的开关电容的实际电容值，对最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的开关电容进行校准之后，所述方法还包括：判断当前i是否小于n
‑
1；若当前i小于n
‑
1，则将i+1，并返回步骤S102；若当前i不小于n
‑
1，则判断当前是否已进行过n次对于最新的目标子转换器中DAC模块中的开关电容的校准；若当前未进行过n次对于最新的目标子转换器中DAC模块中的开关电容的校准，则将最新的目标子转换器中DAC模块中第n
‑
1条支路中的开关电容与最新的目标子转换器中DAC模块中第n条支路中的开关电容各自在最新的目标子转换器中的电路连接关系进行相互替换，并返回步骤S102。3.根据权利要求2所述的流水线ADC中开关电容的校准方法，其特征在于，在若当前i不小于n
‑
1，则判断当前是否已进行过n次对于最新的目标子转换器中DAC模块中的开关电容的校准之后，所述方法还包括：若当前已进行过n次对于最新的目标子转换器中DAC模块中的开关电容的校准，则判断最新的目标子转换器是否为处于所述流水线ADC中第一级的子转换器；若最新的目标子转换器不为处于所述流水线ADC中第一级的子转换器，则将所述流水线ADC中处于最新的目标子转换器前一级的子转换器作为最新的目标子转换器，并将i设置
为所述初始值，并返回步骤S102；若最新的目标子转换器为处于所述流水线ADC中第一级的子转换器，则结束流程。4.根据权利要求1所述的流水线ADC中开关电容的校准方法，其特征在于，基于最新的第一余差信号、最新的第二余差信号、最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的正参考电压源的电压值以及最新的目标子转换器中反馈电容的电容值，计算得到最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的开关电容的实际电容值，包括：通过以下公式，计算得到最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的开关电容的实际电容值；其中，C
i
为最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的开关电容的实际电容值，V
ref
为最新的目标子转换器中DAC模块中第i条支路中的正参考电压源的电压值，C
F
为最新的目标子转换器中反馈电容的电容值，V
out
(T
i
＝1)为最新的第一余差信号，V
out
(T
i
＝
‑
1)为最新的第二余差信号。5.一种流水线ADC中开关电容的校准装置，其特征在于，所述装置包括：选取模块，从所述流水线ADC包括的多个级联的子转换器中选取一个目标子转换器；第一处理模块，用于将最新的目标子转换器配置为采样模式，以对最新的目标子转换器中的每一开关电容进行充电；第...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱明瑞，依斯坎旦尔，
申请(专利权)人：昆腾微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：