模数转换器制造技术

本发明专利技术公开了一种模数转换器，其包括模数转换单元和修正码表。所述模数转换单元将模拟信号转换为数字码，并将所述数字码提供给所述修正码表，所述修正码表为每个数字码都存储有修正码，在收到来自模数转换单元后的数字码后会找到对应的修正码并输出。由于引入数字补偿方案，模数转换器中的模拟电路可以放宽对静态非线性的要求，甚至可以完全不考虑码的静态非线性，

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种模数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)，尤其是涉及 一种自适应线性补偿模数转换器。
技术介绍
积分非线性(integral nonlinearity, INL)和微分非线性 (differentialnonlinearity, DNL)是模数转换器(ADC)设计中的一个重要指标。所述模 数转换器的积分非线性和微分非线性一般是由于模拟器件的匹配误差造成的，该类非线性 通常和信号频率无关，被称为静态非线性。此外，部分非线性和信号的频率和幅度有关，该 类非线性称为动态非线性。通常，为了降低ADC的静态非线性，在模拟设计中必须优化器件 匹配，而这些设计考量通常是以增加ADC的成本和功耗为代价的。因此，亟待提出一种改进的改善ADC静态非线性的设计方案。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施 例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部 分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。本专利技术要解决的技术问题在于提供一种模数转换器，其既可以改善模数转换器的 静态非线性，也可以节约了模数转换器的模拟电路的成本和耗能。为了解决上述问题，本专利技术提供一种模数转换器，其包括模数转换单元和修正码 表。所述模数转换单元将模拟信号转换为数字码，并将所述数字码提供给所述修正码表，所 述修正码表为每个数字码都存储有修正码，其在收到来自模数转换单元后的数字码后会找 到对应的修正码并输出。在一个实施例中，所述修正码的位数较所述数字码的位数高。在一个实施例中，将已知幅度概率统计分布的模拟信号输入所述模数转换单元 时，所述修正码表输出的修正码的概率统计分布与已知的幅度概率统计分布相一致。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种模数转换器，其包括信号发生电路、数字 补偿电路、模数转换单元和修正码表。所述信号发生电路产生已知幅度概率统计分布的模 拟信号，并将所述模拟信号输出给模数转换单元，所述模数转换单元将输入的模拟信号转 换为数字码，并将所述数字码提供给所述修正码表，所述修正码表为每个数字码都存储有 修正码，其找到并输出所述数字码对应的修正码，所述数字补偿电路生成或更新所述修正 码表内的修正码使得所述修正码表输出的修正码的概率统计分布与已知幅度概率统计分 布相一致。在一个实施例中，所述修正码的位数较所述数字码的位数高。在一个实施例中，所述模数转换单元为随机码模数转换器。在一个实施例中，所述模数转换单元包括有多级，其中除了最后1级的前几级的误差放大系数低于2。在一个实施例中，所述信号发生电路为噪声发生电路，所述噪声发生电路包括相 互串联的交流电源和电阻以及放大电路，所述放大电路用来放大所述电阻的热噪声来得到 已知高斯分布的噪声信号。在一个实施例中，假设信号发生器的输出信号的概率密度为P(X)，所述模数转换 单元的码空间为0到N的整数，修正码为M比特，所述数字补偿电路采样修正码表的输出， 在数字采样I次后，模数转换单元输出的数字码k的总样本表示为S(k)，那么有S(O)+S(I)+...+S(N)= I， 定义归一样本密度s(k) = S(k)/I，修正码表输出的修正码0(k)满足下述公式(1)0 (k) = sum (s (0) /p (0 (0) )+s(l)/p (0(1))+··· +s (k) /p (0 (k)))。与现有技术相比，本专利技术中提出的模数转换器设置有数字修正码表，这样在本发 明中可以利用数字方法来补偿模数转换器的静态非线性，由于引入数字补偿方案，模数转 换器中的模拟电路可以放宽对静态非线性的要求，甚至可以完全不考虑码的静态非线性， 进而节约了模数转换器的模拟电路的成本和耗能。关于本专利技术的其他目的，特征以及优点，下面将结合附图在具体实施方式中详细 描述。附图说明结合参考附图及接下来的详细描述，本专利技术将更容易理解，其中同样的附图标记 对应同样的结构部件，其中图1为本专利技术中的模数转换器在一个实施例中的结构框图；图2为本专利技术中的修正码表在一个实施例中的示意图；图3为本专利技术中的模数转换器在另一个实施例中的结构框图；图4为本专利技术中的模数转换单元在一个实施例中的结构框图；图5为图4中的模数转换单元的输入输出示意图；和图6为本专利技术中的信号发生电路在一个实施例中的结构框图。具体实施方式本专利技术的详细描述主要通过程序、步骤、逻辑块、过程或其他象征性的描述来直接 或间接地模拟本专利技术技术方案的运作。为透彻的理解本专利技术，在接下来的描述中陈述了很 多特定细节。而在没有这些特定细节时，本专利技术则可能仍可实现。所属领域内的技术人员 使用此处的这些描述和陈述向所属领域内的其他技术人员有效的介绍他们的工作本质。换 句话说，为避免混淆本专利技术的目的，由于熟知的方法、程序、成分和电路已经很容易理解，因 此它们并未被详细描述。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中 的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一 个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。此外，表示一个或多 个实施例的方法、流程图或功能框图中的模块顺序并非固定的指代任何特定顺序，也不构成对本专利技术的限制。本专利技术提出一种改进的模数转换器，其可以在模拟电路部分放宽甚至忽略对静态 非线性的要求，而在数字电路部分对静态非线性进行补偿，这样降低了模拟电路部分的成 本和耗能。由于将模拟电路的静态非线性负担转移到了数字电路部分，本专利技术的经济可行 性依赖于模拟和数字电路的相对成本，因而适用于高分辨率的混模工艺。一般来讲，在数字 电路部分对静态非线性进行补偿的实现成本会低于或远低于在模拟电路部分严格考量静 态非线性而带来的增加成本。 请参考图1所示，其为本专利技术中的模数转换器100在一个实施例中的结构框图，所 述模数转换器100包括模数转换单元(ADC) 110和修正码表120。所述模数转换单元110可以将模拟信号转换为数字码，并将所述数字码提供给所 述修正码表120。所述修正码表120为每个数字码都存储有修正码，其在收到来自模数转换 单元120后的数字码后，会找到对应的修正码并输出，所述修正码表120输出的修正码即为 经过数字静态非线性补偿后的码。采用修正码表的这种数字补偿方式，不但代价很小，而且 静态非线性补偿效果也很好。为保证补偿精度，所述修正码的位数较所述数字码的位数要 高，举例来说，所述数字码的位数为10比特，那么修正码需要大于10比特，比如可以为11 比特、12比特、14比特等。所述修正码可以满足下述条件将已知幅度概率统计分布的模拟 信号输入所述模数转换单元110时，修正码表120输出的修正码的概率统计分布与已知的 幅度概率统计分布相一致。请参考图2所示，其为修正码表120在一个实施例中的示意图，所述修正码表120 的一栏内存储有数字码，对应的另一栏内存储有对应的修正码。当然，还有其它很多实现修 正码表的方式，比如仅存储修正码，而存储该修正码的地址可以作为数字码，不论如何只要 修正码表120可以建立数字码和修正码的映射对应关系即可。请参阅图3所示，其为本专利技术中的模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模数转换器，其特征在于，其包括模数转换单元和修正码表，所述模数转换单元将模拟信号转换为数字码，并将所述数字码提供给所述修正码表，所述修正码表为每个数字码都存储有修正码，其在收到来自模数转换单元的数字码后会找到对应的修正码并输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯向光，
申请(专利权)人：无锡辐导微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]