本申请涉及一种误差校准方法、装置和模数转换电路，包括：获取模数转换模块在未接入任一电容的情况下输出的第一数字信号；获取模数转换模块在电容阵列的不同接入状态下输出的第二数字信号，其中，每一种接入状态至少有一个电容接入模数转换模块；将各第二数字信号减去第一数字信号，得到各接入状态下模数转换模块的校准值；确定模拟信号输入至模数转换模块时电容阵列的当前接入状态，确定与当前接入状态对应的目标校准值；根据目标校准值校准模数转换模块处理模拟信号后输出的数字信号。采用本方法能够提高误差校准精度，解决包含dither的流水线ADC输出信号精度低的问题。的流水线ADC输出信号精度低的问题。的流水线ADC输出信号精度低的问题。
【技术实现步骤摘要】
误差校准方法、装置和模数转换电路
[0001]本申请涉及电子电路
，特别是涉及一种误差校准方法、装置和模数转换电路。
技术介绍
[0002]模数转换器用于将模拟信号转换成数字信号，其广泛运用于无线通信、高端测试设备、图像语音处理等领域。随着先进工艺和设计技术的发展、以及应用场景的扩展，对高速度、高精度ADC(Analog
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to
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Digital Converter，模数转换器)的需求日益显著。流水线ADC(Pipelined
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ADC)在速度和精度之间能够达到较好的折中。
[0003]高精度流水线ADC的级间增益误差(Inter
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stage Gain Error,IGE)以及运放误差等非理想性的存在会恶化转换曲线，从而导致量化误差的产生，影响ADC的动态和静态性能。特别地，由于固定的误差存在会导致ADC输出量化结果的频谱上出现较大能量的固定频率的谐波信号，从而恶化ADC的无杂散动态范围和积分非线性性能。而扰动(dither)技术则可以改善SFDR(Spurious Free Dynamic range，无杂散动态范围)和INL(Integral Nonlinearity，积分非线性)性能，改善原理是在信号路径上加入随机信号，即dither(扰动)信号，在输出量化结果时等量减去加入的dither信号的量化结果，则由于dither信号的随机性，使得ADC输出信号中原有的固定的量化误差变得与输入信号不相关，具有随机性，因为量化误差周期性导致的谐波分量被淹没在噪声基底(Noise Floor)中，从而实现提高ADC SFDR性能的目的。一般地，dither信号的概率分布可以有以下几种方式：高斯分布，均匀分布和三角分布，其中高斯分布的信号最容易实现，也最常见。
[0004]dither注入的方式常见地包括伪随机(Pseudo
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Noise，PN)码通过dither数模转换器转换成模拟信号加入信号通路，并在量化码字输出时减去加入的PN码。而因为DAC(digital
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to
‑
analog converter，数模转换器)的精度通常有限，在高精度流水线ADC(如16bit)的应用时，若采用电容式DAC，电容式DAC的工艺、电容值(面积)和版图技术等因素会引发电容失配的问题，从而产生误差。而dither DAC的误差存在会使注入和去除的dither的量不一样，导致dither效果变差，产生dither泄露(leakage)，恶化信噪比和SFDR，进而导致带dither的流水线ADC输出的信号精度低。相关技术中在包括dither的流水线ADC的基础上，配置时钟分频器，模拟滤波器等模拟电路以校准ADC输出的信号，这会导致ADC的SFDR和INL性能变差，从而影响校准精度。
[0005]针对相关技术中存在包含dither的流水线ADC输出信号精度低的问题，目前还没有提出有效的解决方案。
技术实现思路
[0006]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高包含dither的流水线ADC输出信号的精度的误差校准方法、装置和模数转换电路。
[0007]第一方面，本申请提供了一种误差校准方法，所述方法包括：
[0008]获取模数转换模块在未接入任一电容的情况下输出的第一数字信号；
[0009]获取所述模数转换模块在电容阵列的不同接入状态下输出的第二数字信号，其中，每一种接入状态至少有一个电容接入所述模数转换模块；
[0010]将各所述第二数字信号减去所述第一数字信号，得到各所述接入状态下所述模数转换模块的校准值；
[0011]确定模拟信号输入至所述模数转换模块时所述电容阵列的当前接入状态，确定与所述当前接入状态对应的目标校准值；
[0012]根据所述目标校准值校准所述模数转换模块处理所述模拟信号后输出的数字信号。
[0013]在其中一个实施例中，获取所述第一数字信号或者所述第二数字信号，包括：
[0014]输入数字码至所述模数转换模块，根据所述数字码控制所述电容阵列的接入状态，其中，所述数字码的码位与所述电容阵列中的电容一一对应，对应于第一码位值的电容接入所述模数转换模块，对应于第二码位值的电容不接入所述模数转换模块；
[0015]获取所述模数转换模块基于所述数字码输出的量化结果，当输入所述模数转换模块的数字码中不存在所述第一码位值时，将所述量化结果作为所述第一数字信号，否则，将所述量化结果作为所述第二数字信号。
[0016]在其中一个实施例中，输入数字码至所述模数转换模块中，包括：
[0017]将所述数字码按照值从小至大的顺序输入所述模数转换模块中；
[0018]根据所述数字码的值调整所述模数转换模块处理所述模拟信号后输出的数字信号的幅值，其中，所述数字码的值与所述数字信号的幅值的呈正相关。
[0019]在其中一个实施例中，根据所述数字码调整所述模数转换模块处理所述模拟信号后输出的数字信号的幅值，包括：
[0020]根据所述数字码确定所述电容阵列中接入所述模数转换模块的电容，获取接入所述模数转换模块电容的电容值；
[0021]根据所述电容值的大小控制数字信号的翻转阈值的增减，其中，所述电容值的增加与所述翻转阈值的增加呈正相关；
[0022]根据所述翻转阈值的大小调整所述数字信号的幅值，所述翻转阈值的增加与所述幅值的增加呈负相关。
[0023]在其中一个实施例中，确定模拟信号输入至所述模数转换模块时所述电容阵列的当前接入状态，确定与所述当前接入状态对应的目标校准值，包括：
[0024]获取与所述模拟信号同步输入所述模数转换模块的数字码；
[0025]根据所述数字码中各个码位的值，得到所述电容阵列的当前接入状态；
[0026]在所述校准值中，选取与所述当前接入状态对应的目标校准值。
[0027]在其中一个实施例中，根据所述目标校准值校准所述模数转换模块处理所述模拟信号后输出的数字信号，包括：
[0028]将所述目标校准值和所述模数转换模块处理所述模拟信号后输出的数字信号相加，得到校准后的数字信号。
[0029]第二方面，本申请还提供了一种误差校准装置，所述装置包括：
[0030]获取模块，用于获取模数转换模块在未接入任一电容的情况下输出的第一数字信
号；获取所述模数转换模块在电容阵列的不同接入状态下输出的第二数字信号，其中，每一种接入状态至少有一个电容接入所述模数转换模块；
[0031]计算模块，用于将各所述第二数字信号减去所述第一数字信号，得到各所述接入状态下所述模数转换模块的校准值；
[0032]校准模块，用于确定模拟信号输入至所述模数转换模块时所述电容阵列的当前接入状态，确定与所述当前接入状态对应的目标校准值；根据所述目标校准值校准所述模数转换模块处理所述模拟信号后输出的数字信号。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种误差校准方法，其特征在于，所述方法包括：获取模数转换模块在未接入任一电容的情况下输出的第一数字信号；获取所述模数转换模块在电容阵列的不同接入状态下输出的第二数字信号，其中，每一种接入状态至少有一个电容接入所述模数转换模块；将各所述第二数字信号减去所述第一数字信号，得到各所述接入状态下所述模数转换模块的校准值；确定模拟信号输入至所述模数转换模块时所述电容阵列的当前接入状态，确定与所述当前接入状态对应的目标校准值；根据所述目标校准值校准所述模数转换模块处理所述模拟信号后输出的数字信号。2.根据权利要求1所述的误差校准方法，其特征在于，获取所述第一数字信号或者所述第二数字信号，包括：输入数字码至所述模数转换模块，根据所述数字码控制所述电容阵列的接入状态，其中，所述数字码的码位与所述电容阵列中的电容一一对应，对应于第一码位值的电容接入所述模数转换模块，对应于第二码位值的电容不接入所述模数转换模块；获取所述模数转换模块基于所述数字码输出的量化结果，当输入所述模数转换模块的数字码中不存在所述第一码位值时，将所述量化结果作为所述第一数字信号，否则，将所述量化结果作为所述第二数字信号。3.根据权利要求2所述的误差校准方法，其特征在于，输入数字码至所述模数转换模块中，包括：将所述数字码按照值从小至大的顺序输入所述模数转换模块中；根据所述数字码的值调整所述模数转换模块处理所述模拟信号后输出的数字信号的幅值，其中，所述数字码的值与所述数字信号的幅值的呈正相关。4.根据权利要求3所述的误差校准方法，其特征在于，根据所述数字码调整所述模数转换模块处理所述模拟信号后输出的数字信号的幅值，包括：根据所述数字码确定所述电容阵列中接入所述模数转换模块的电容，获取接入所述模数转换模块电容的电容值；根据所述电容值的大小控制数字信号的翻转阈值的增减，其中，所述电容值的增加与所述翻转阈值的增加呈正相关；根据所述翻转阈值的大小调整所述数字信号的幅值，所述翻转阈值的增加与所述幅值的增加呈负相关。5.根据权利要求2所述的误差校准方法，其特征在于，确定模拟信号输入至所述模数转换模块时所述电容阵列的当前接入状态，确定与所述当前接入状态对应的目标校准值，包括：获取与所述模拟信号同步输入所述模数转换模块的数字码；根据所述数字码中各个码位的值，得到所述电容阵列的当前接入状态；在所述校准值中，选取与所述当前接入状态对应的目标校准值。6.根据权利要求1所述的误差校准方法，其特征在于，根据所述目标校准值校准所述模数转换模块处理所述模拟信号后输出的数字信号，包括：将所述目标校准值和所述模数转换模块处理所述模拟信号后输出的数字信号相加，得
【专利技术属性】
技术研发人员：李志刚，赵庆中，陆俞成，王文良，陈祖林，
申请(专利权)人：上海联影微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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