数字模拟转换器的后台校准制造技术

本公开涉及数字模拟转换器的后台校准。以最小处理开销实现数字模拟转换器(DAC)的后台校准的技术。可使用单个频率窗口校准位之间的误差。低频反馈路径可包含在低频低功率ADC中，以确定校准窗口中存在的误差信号。当这一误差信号被最小化时，所述位被校准。所述的后台校准技术在DAC输出处提供了非常高效和最佳的静态误差和动态误差校准。态误差和动态误差校准。态误差和动态误差校准。

【技术实现步骤摘要】
数字模拟转换器的后台校准
[0001]优先权要求
[0002]本申请要求Gil Engel等人于2022年2月28日提交的、题为“数字模拟转换器的后台校准(BACKGROUND CALIBRATION OF DIGITAL
‑
TO
‑
ANALOG CONVERTERS)”的美国临时专利申请序列号63/314,614的优先权，其全部内容通过引用方式并入本文中。

技术介绍

[0003]集成电路对电信号进行处理以用于丰富的电子应用。数据转换器是电子设备的重要组成部分，负责在数字域和模拟域之间转换信号。然而，数据转换器内部的电路或驱动数据转换器的电路并不完美，因此转换输出可能并不完美。所述不完美或非理想因素可导致在输出处出现不需要的噪声或突波(spurs)，并降低数据转换器的性能。如果不移除或校准，噪声或突波甚至会影响信号链的其他部分。

技术实现思路

[0004]本公开描述了以最小处理开销实现数字模拟转换器(DAC)的后台校准的各种技术。可使用单个频率窗口校准位之间的误差。低频反馈路径可包括在低频低功率ADC中，以确定校准窗口中存在的误差信号。当所述误差信号被最小化时，所述位被校准。所述的后台校准技术在DAC输出处提供了非常高效和最佳的静态误差和动态误差校准。
[0005]在一些方面中，本公开涉及一种用于测量DAC的非理想因素的后台方法，所述DAC具有多个DAC单元和多个冗余DAC单元，所述DAC单元的输出经求和以产生所述DAC的模拟输出，所述方法包括：向所述DAC单元提供数字数据以在所述DAC的模拟输出处产生输出频谱；产生第一数字编码的校准激励，所述第一数字编码的校准激励在第一频率窗口处具有第一基波能量；通过第一加权因子按比例缩放所述第一数字编码的校准激励，且在所述DAC单元产生所述输出频谱的同时，向所述冗余DAC单元的第一子集提供第一加权校准激励，以产生第一模拟音调；通过第一加权因子按比例缩放所述第一数字编码的校准激励，且在所述DAC单元产生所述输出频谱的同时，向所述冗余DAC单元的第一子集提供第一加权校准激励以产生第一模拟音调，其中选择所述第二加权因子以使得所述第一模拟音调和所述第二模拟音调具有相反的极性；在所述DAC的模拟输出中，检测由所述第一模拟音调和所述第二模拟音调产生的所述第一频率窗口处的误差音调。
[0006]在一些方面中，本公开涉及一种用于测量DAC的非理想因素的后台方法，所述DAC具有多个DAC单元和多个冗余DAC单元，所述DAC单元的输出经求和以产生所述DAC的模拟输出，所述方法包含：产生第一数字编码的校准激励，所述第一数字编码的校准激励在第一频率窗口处具有第一基波能量；通过第一加权因子按比例缩放所述第一数字编码的校准激励，以产生第一加权校准激励；向所述冗余DAC单元提供所述第一加权校准激励以产生第一模拟音调；在向所述冗余DAC单元提供所述第一加权校准激励的同时，向所述DAC单元提供数字数据和所述第一加权校准激励的反向型式，以产生输出频谱和第一模拟音调；以及在所述DAC的所述模拟输出中检测由所述第一模拟音调和所述第二模拟音调产生的误差音
调。
[0007]在一些方面中，本公开涉及一种用于测量每秒数千兆位的DAC的DAC单元之间的静态误差和DAC单元之间的时序误差中的一或两者的后台方法，所述DAC具有多个DAC单元和多个冗余DAC单元，所述DAC单元的输出经求和以产生所述DAC的模拟输出，所述方法包含：向所述DAC单元提供数字数据以在所述DAC的所述模拟输出处产生输出频谱；产生第一数字编码的校准激励，所述第一数字编码的校准激励在第一频率窗口处具有第一基波能量；通过第一加权因子按比例缩放所述第一数字编码的校准激励，且在所述DAC单元产生所述输出频谱的同时，向所述冗余DAC单元的第一子集提供第一加权校准激励，以产生第一模拟音调；通过第一加权因子按比例缩放所述第一数字编码的校准激励，且在所述DAC单元产生所述输出频谱的同时向所述冗余DAC单元的第一子集提供第一加权校准激励以产生第一模拟音调，其中选择所述第二加权因子以使得所述第一模拟音调和所述第二模拟音调具有相反的极性，其中对所述第一模拟音调和所述第二模拟音调求和产生所述误差音调；以及通过在所述第一频率窗口处检测所述DAC的所述模拟输出中的能量，在所述DAC的所述模拟输出中，检测由所述第一模拟音调和所述第二模拟音调产生的所述第一频率窗口处的误差音调。
[0008]在一些方面中，本公开涉及一种具有后台校准的数字模拟转换器(DAC)，所述数字模拟转换器包含：多个DAC单元，用以接收数字数据并产生输出频谱；激励产生器，用以产生第一数字编码的校准激励，所述第一数字编码的校准激励在第一频率窗口处具有第一基波能量；一或多个参考DAC单元，用以接收所述第一数字编码的校准激励的一经加权型式，以产生第一模拟音调；一或多个校准DAC单元，用以接收所述第一数字编码的校准激励的进一步加权型式，以产生第一模拟音调，其中所述第二模拟音调具有与所述第一模拟音调相反的极性；其中所述DAC单元、所述参考DAC单元和所述校准DAC单元的输出经求和而形成所述DAC的模拟输出；在所述DAC的所述模拟输出处的感测ADC，用以感测由所述第一模拟音调和所述第二模拟音调产生的误差音调。
[0009]在一些方面中，本公开涉及一种具有后台校准的数字模拟转换器(DAC)，所述数字模拟转换器包含：激励产生器，用以产生第一数字编码的校准激励，所述第一数字编码的校准激励在第一频率窗口处具有第一基波能量；多个DAC单元，用以接收数字数据和所述第一数字编码的校准激励的一经加权型式，并在所述DAC的模拟输出处产生输出频谱和第一模拟音调；一或多个校准DAC单元，用以接收所述第一数字编码的校准激励的进一步加权型式，以产生第一模拟音调，其中所述第二模拟音调具有与所述第一模拟音调相反的极性；其中所述DAC单元和所述校准DAC单元的输出经求和而形成所述DAC的模拟输出；以及在所述DAC的所述模拟输出处的感测ADC，用以感测由所述第一模拟音调和所述第二模拟音调产生的误差音调。
附图说明
[0010]为了提供对本公开以及其特征和优点的更完整的理解，结合附图参考以下说明，其中相同的参考编号表示相同的部分，其中：
[0011]图1是根据本公开的一些实施例的示例性分段的数字模拟转换器(DAC)；
[0012]图2是根据本公开的一些实施例的具有使用参考DAC单元和校准DAC单元进行后台
校准的示例性DAC；
[0013]图3是根据本公开的一些实施例的具有相对于主DAC进行后台校准的示例性DAC；
[0014]图4是根据本公开的一些实施例的具有相对于主DAC进行后台校准的另一示例性DAC；以及
[0015]图5是根据本公开的一些实施例的具有后台校准和校正的示例性DAC。
具体实施方式
[0016]综述
[0017]DAC将数字字(digital word)映射至模拟输出。DAC位可能具有振幅和时序误差(ti本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测量DAC的非理想因素的后台方法，所述DAC具有多个DAC单元和多个冗余DAC单元，所述DAC单元的输出经求和以产生所述DAC的模拟输出，所述方法包含：向所述DAC单元提供数字数据以在所述DAC的所述模拟输出处产生输出频谱；产生第一数字编码的校准激励，所述第一数字编码的校准激励在第一频率窗口处具有第一基波能量；通过第一加权因子按比例缩放所述第一数字编码的校准激励，且在所述DAC单元产生所述输出频谱的同时，向所述冗余DAC单元的第一子集提供第一加权校准激励，以产生第一模拟音调；通过第一加权因子按比例缩放所述第一数字编码的校准激励，且在所述DAC单元产生所述输出频谱的同时，向所述冗余DAC单元的第一子集提供第一加权校准激励以产生第一模拟音调，其中选择所述第二加权因子以使得所述第一模拟音调和所述第二模拟音调具有相反的极性；以及在所述DAC的所述模拟输出中，检测由所述第一模拟音调和所述第二模拟音调产生的所述第一频率窗口处的误差音调。2.根据权利要求1所述的后台方法，其中所述数字数据或所述DAC单元被混洗以将所述DAC单元的非理想因素平均化。3.根据权利要求1所述的后台方法，其中所述冗余DAC单元的所述第一子集包含多个冗余DAC单元，且所述冗余DAC单元的所述第二子集包含多个冗余DAC单元。4.根据权利要求1所述的后台方法，其中所述冗余DAC单元的所述第一子集包含单个冗余DAC单元，且所述冗余DAC单元的所述第二子集包含多个冗余DAC单元。5.根据权利要求1所述的后台方法，其中所述冗余DAC单元的所述第一子集包含多个冗余DAC单元，且所述冗余DAC单元的所述第二子集包含单个冗余DAC单元。6.根据权利要求1所述的后台方法，其中所述冗余DAC单元的所述第一子集包含单个冗余DAC单元，且所述冗余DAC单元的所述第二子集包含单个冗余DAC单元。7.根据权利要求1所述的后台方法，其中一或多个冗余DAC单元将接收所述数字数据的一部分，且所述DAC单元的子集变成一或多个冗余DAC单元以接收加权校准激励。8.根据权利要求1所述的后台方法，其中对所述第一模拟音调和所述第二模拟音调求和产生所述误差音调。9.根据权利要求1所述的后台方法，其中检测所述误差音调包含在所述第一频率窗口处检测所述DAC的所述模拟输出中的能量。10.根据权利要求1所述的后台方法，进一步包含：通过使所述数字数据预失真而迭代地最小化所述误差音调。11.根据权利要求1所述的后台方法，进一步包含：通过在模拟域中调整所述冗余DAC单元的所述第一子集或所述冗余DAC单元的所述第二子集，迭代地最小化所述误差音调。12.根据权利要求1所述的后台方法，其中所述第一数字编码的校准激励是近似正弦波的1位序列。13.根据权利要求1所述的后台方法，其中产生所述第一数字编码的校准激励包含对编码正弦波的多位序列进行滤波，以产生近似所述正弦波的1位序列。
14.根据权利要求1所述的后台方法，其中产生所述第一数字编码的校准激励包含对编码正弦波的多位序列进行低通滤波。15.根据权利要求1所述的后台方法，进一步包含：产生第一数字编码的校准激励，所述第二数字编码的校准激励在第一频率窗口处具有第一基波能量，其中所述第二频率窗口不同于所述第一频率窗口；通过第三加权因子按比例缩放所述第二数字编码的校准激励，且在所述DAC单元产生所述输出频谱的同时，向所述冗余DAC单元的第三子集提供第三加权校准激励，...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：美国亚德诺半导体公司，
类型：发明
国别省市：