一种应用于具有前端采保结构的流水线ADC线性化校准电路及校准方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于具有前端采保结构的流水线ADC线性化校准电路，包括：伪随机码生成电路、抖动注入电路、采样电路、流水线ADC电路和数字线性校准模块；伪随机码生成电路产生的伪随机码控制抖动注入电路的校准电容的上极板连接的电平以实现向采样电路注入抖动信号；采样电路将输入信号与抖动信号叠加后输出至流水线ADC电路；流水线ADC电路的输出端与数字线性校准模块的输入端连接。本发明专利技术实施例还提供一种应用于具有前端采保结构的流水线ADC线性化校准电路的校准方法。本发明专利技术中模拟信号与抖动信号叠加经过流水线ADC量化，因为抖动的随机性会将电路中产生非线性影响的频谱杂散通过随机化转为均匀的频带内噪声，从而提高线性度，不影响ADC的信噪比。不影响ADC的信噪比。不影响ADC的信噪比。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于具有前端采保结构的流水线ADC线性化校准电路及校准方法


[0001]本专利技术属于混合信号集成电路
，具体涉及一种应用于具有前端采保结构的流水线ADC线性化校准电路及校准方法。

技术介绍

[0002]模数转换器(Analog to Digital Circuit，ADC)是混合信号系统中重要的组成部分，在各种ADC中，流水线ADC以其在精度、速度、功耗和面积方面特有的折中优势而被广泛采用。然而现有流水线ADC技术存在不可忽视的不足，随着射频通信的发展，信号频率越高，带宽越来越宽，对射频通信中的高速射频ADC有着更高的线性度要求。而工艺节点的发展虽然提高了速度，却降低电源电压与本征增益，运放的线性度受到恶化，这成为ADC提高线性度的瓶颈。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种应用于具有前端采保结构的流水线ADC线性化校准电路及校准方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0004]一种应用于具有前端采保结构的流水线ADC线性化校准电路，包括：伪随机码生成电路、抖动注入电路、采样电路、流水线ADC电路和数字线性校准模块；
[0005]所述伪随机码生成电路，输出端与所述抖动注入电路的输入端和所述数字线性校准模块的输入端连接，且所述伪随机码生成电路产生的伪随机码控制所述抖动注入电路的校准电容的上极板连接的电平以实现向所述采样电路注入抖动信号；
[0006]所述采样电路，用于接收输入信号，且将所述输入信号与所述抖动信号叠加后输出至所述流水线ADC电路；
[0007]所述流水线ADC电路的输出端与所述数字线性校准模块的输入端连接。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，所述抖动注入电路包括抖动注入模块和所述校准电容；
[0009]所述抖动注入电路，输入端与所述伪随机码生成电路的输出端连接，输出端与所述校准电容的上极板连接；
[0010]所述校准电容，下极板与所述采样电路的输入端连接。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述采样电路，包括：输入缓冲器、第一开关、第二开关、采样电容、第三开关和输出缓冲器；
[0012]所述输入缓冲器，输入端用于接收输入信号，输出端与所述第一开关的一端连接；
[0013]所述第一开关，另一端与第二开关的一端和所述采样电容的一个极板连接；
[0014]所述第二开关，另一端接地；
[0015]所述采样电容，另一个极板与所述第三开关的一端、所述输出缓冲器的输入端和
所述校准电容的下极板连接；
[0016]所述第三开关，另一端接地；
[0017]所述输出缓冲器，输出端与所述流水线ADC电路连接。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，所述数字线性校准模块用于将所述伪随机码和所述流水线ADC电路输出的数字码进行线性校准，并输出校准信号。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，所述流水线ADC电路，包括：多级依次串联的子ADC电路。
[0020]本专利技术实施例还提供一种应用于具有前端采保结构的流水线ADC线性化校准电路的校准方法，应用于本专利技术实施例第一方面所述校准电路，包括以下步骤：
[0021]S1，流水线ADC电路工作时开启伪随机码生成电路，产生伪随机码；
[0022]S2，所述伪随机码输入抖动注入电路以控制所述抖动注入电路的校准电容的上极板连接的电平实现向采样电路注入抖动信号以及向数字线性校准模块输入所述伪随机码；
[0023]S3，所述采样电路接收输入信号和所述抖动信号，将所述输入信号与所述抖动信号叠加后输出至所述流水线ADC电路；
[0024]S4，所述流水线ADC电路将输入的信号进行量化输出每级的数字码至数字线性校准模块；
[0025]S5，所述数字线性校准模块将所述每级的数字码和所述伪随机码进行线性校准，输出校准信号。
[0026]在本专利技术的一个实施例中，所述S5的具体步骤为：
[0027]所述数字线性校准模块将所述每级的数字码与对应的每级系数相乘得到每级系数码值，每级系数码值相加后与所述伪随机码和伪随机系数相乘的结果相减得到校准信号。
[0028]本专利技术的有益效果：
[0029]本专利技术将伪随机码转变为抖动信号添加到采样电路中，同时数字端获得伪随机码。模拟信号与抖动信号叠加经过流水线ADC量化，因为抖动的随机性，会将电路中产生非线性影响的频谱杂散通过随机化转为均匀的频带内噪声，这样功率高的谐波会被衰减从而提高线性度，从而将电路的非线性影响降至最小。而在数字端会利用伪随机码将抖动信号减去，不影响ADC的信噪比。此方法适用于具有前端采保结构的流水线ADC，可以后台运行，校准算法简单。
[0030]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0031]图1为本专利技术实施例提供的一种应用于具有前端采保结构的流水线ADC线性化校准电路的示意图；
[0032]图2为本专利技术实施例提供的采样保持电路的示意图；
[0033]图3为本专利技术实施例提供的一种应用于具有前端采保结构的流水线ADC线性化校准电路的第一级传输曲线图；
[0034]图4为本专利技术实施例提供的一种应用于具有前端采保结构的流水线ADC线性化校准电路的第一级叠加抖动信号的传输曲线示意图；
[0035]图5为本专利技术实施例提供的校准前与校准后仿真结果对比图；
[0036]图6为本专利技术实施例提供的一种应用于具有前端采保结构的流水线ADC线性化校准电路的校准方法的流程示意图。
具体实施方式
[0037]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0038]实施例一
[0039]如图1所示，本专利技术实施例的第一方面提供一种应用于具有前端采保结构的流水线ADC线性化校准电路，包括：伪随机码生成电路、抖动注入电路、采样电路、流水线ADC电路和数字线性校准模块。
[0040]伪随机码生成电路的输出端与抖动注入电路的输入端和数字线性校准模块的输入端连接，且伪随机码生成电路产生的伪随机码控制抖动注入电路的校准电容Cd的上极板连接的电平以实现向采样电路注入抖动信号。
[0041]采样电路，用于接收输入信号，且将输入信号与抖动信号叠加后输出至流水线ADC电路；
[0042]流水线ADC电路的输出端与数字线性校准模块的输入端连接。
[0043]本实施例中，伪随机码生成电路、抖动注入电路、采样电路构成采样保持电路，利用抖动信号随机化特性，将输入信号与抖动信号叠加后使流水线ADC量化，这样电路中产生非线性影响的频谱杂散通过随机化均匀地转换为频带内噪声，使得功率高的谐波会被衰减，从而提高线性度。并且在数字线性校准模块会利用已知的伪随机码将注入电路的抖动信号减去以进行线性校准，从而不影响信噪比。
[0044]本实施例中，流水线ADC电路正常工作时，校准模式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于具有前端采保结构的流水线ADC线性化校准电路，其特征在于，包括：伪随机码生成电路、抖动注入电路、采样电路、流水线ADC电路和数字线性校准模块；所述伪随机码生成电路，输出端与所述抖动注入电路的输入端和所述数字线性校准模块的输入端连接，且所述伪随机码生成电路产生的伪随机码控制所述抖动注入电路的校准电容的上极板连接的电平以实现向所述采样电路注入抖动信号；所述采样电路，用于接收输入信号，且将所述输入信号与所述抖动信号叠加后输出至所述流水线ADC电路；所述流水线ADC电路的输出端与所述数字线性校准模块的输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种应用于具有前端采保结构的流水线ADC线性化校准电路，其特征在于，所述抖动注入电路包括抖动注入模块和所述校准电容；所述抖动注入电路，输入端与所述伪随机码生成电路的输出端连接，输出端与所述校准电容的上极板连接；所述校准电容，下极板与所述采样电路的输入端连接。3.根据权利要求2所述的一种应用于具有前端采保结构的流水线ADC线性化校准电路，其特征在于，所述采样电路，包括：输入缓冲器、第一开关、第二开关、采样电容、第三开关和输出缓冲器；所述输入缓冲器，输入端用于接收输入信号，输出端与所述第一开关的一端连接；所述第一开关，另一端与第二开关的一端和所述采样电容的一个极板连接；所述第二开关，另一端接地；所述采样电容，另一个极板与所述第三开关的一端、所述输出缓冲器的输入端和所述校准电容的下极板连接；所述第三开关，另一端接地；所述输出缓冲器，输出端与所述流水线ADC...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘马良，南剑，张乘浩，杨银堂，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：