【技术实现步骤摘要】
本公开涉及测量，具体涉及一种sar adc电容阵列的校准方法、电路、计算机设备及存储介质。
技术介绍
1、saradc(逐次逼近型模数转换器)架构因为其功耗低效率高，并且与集成电路先进工艺十分兼容，所以在学术界和工业界受到的很高的关注。但是，sar adc架构的线性度受到sar adc内部的数模转换器失配误差的限制，降低了sar adc的精度。
2、数字校准技术自上个世纪80年代出现，因为数字校准电路的面积可以随着先进工艺的进步而缩小，功耗也会降低，在系统上又可以与数字信号处理电路相结合，所以数字校准技术受到了更广泛的关注。数字校准技术的常用手段是采用梯度下降算法计算最小均方误差，梯度下降算法无需计算最小均方误差中的伪逆矩阵，减少了计算的空间复杂度和时间复杂度，因此是数字校准技术中的常用算法。
3、然而，目前的数字校准技术在实现上要么需要一个额外的高速低精度模数转换器，要么需要对输入信号注入扰动，前者在实现上会占用较大的面积和功耗，后者注入不合适的扰动会对adc的信噪比产生恶劣影响。
技术实现思路
1、有鉴于此，本公开提供了一种sar adc电容阵列的校准方法、电路、计算机设备及存储介质，以期至少部分解决以上存在的技术问题。
2、根据本公开的一个方面，提供了一种saradc电容阵列的校准方法，包括：提供结构相同的两组电容阵列以及两个校准比较器，其中，一组电容阵列接入一校准比较器的正端，另一组电容阵列接入另一校准比较器的负端；提供输入信号，两组电容
3、根据本公开的实施例，分别得到第一量化结果以及第二量化结果的方法包括：两组电容阵列分别对输入信号进行采样并输入至对应的校准比较器进行比较，在逐次逼近逻辑的驱动下，两个校准比较器分别输出第一量化数字码以及第二量化数字码；将第一量化数字码与对应的电容阵列的权重向量相乘，得到第一量化结果；将第二量化数字码与对应的电容阵列的权重向量相乘，得到第二量化结果。
4、根据本公开的实施例，基于误差值以及梯度下降法对两组电容阵列中的每一电容的权重值进行迭代计算，直至每一电容的权重值符合预期包括：提供分别对应于两组电容阵列的第一权重更新公式以及第二权重更新公式，第一权重更新公式如下：
5、wnew1(i：j)＝wold1(i：j)-μ(i：j)·e(n)·dcali_p(i：j)/(α+||dcali_p(i：j)||2)
6、第二权重更新公式如下：
7、wnew2(i：j)＝wold2(i：j)-μ(i：j)·e(n)·dcali_n(i：j)/(α+||dcali_n(i：j)||2)
8、其中，wnew1(i：j)，wnew2(i：j)分别代表更新之后的两组电容阵列中第i位到j位电容所对应的权重，wold1(i：j)，wold2(i：j)分别代表更新之前的两组电容阵列中第i位到j位电容所对应的权重，μ(i：j)代表迭代电容阵列的第i位到j位电容对应的权重向量，dcali_p(i：j)，dcali_n(i：j)分别代表两组电容阵列中的第i位到第j位电容量化得到的量化数字码，e(n)是第n次梯度下降后的误差值，α为自定义参数；采用梯度下降法计算第一权重更新公式以及第二权重更新公式，以更新对应的电容阵列中的第i位电容至第j位电容的每一电容的权重值，直至权重值符合预期。
9、根据本公开的实施例，权重值符合预期包括：权重值达到收敛稳定状态。
10、根据本公开的实施例，两组电容阵列均包括：依次连接的第i位电容至第j位电容，且第i位电容至第j位电容的权重值逐渐增大，方法包括：对应计算第i位电容至第j位电容的第一权重更新公式以及第二权重更新公式中，μ(i：j)的取值随第i位电容至第j位电容的权重值的增大而增大。
11、根据本公开的实施例，得到e(n)的方法包括：提供初始误差值计算公式以获取初始误差值，初始误差值为初始时刻的第一量化结果和第二量化结果的和值与量化理论值的差值，初始误差值计算公式如下：
12、
13、其中，e(1)为初始误差值，表示初始时刻第一量化结果与第二量化结果的和值与量化理论值的差值，分别是是两组电容阵列对应的初始权重向量，dcali_p、dcali_n分别是第一量化数字码和第二量化数字码，为量化理论值，n是sar adc的位数；基于初始误差值以及梯度下降法进行迭代计算以获取e(n)。
14、根据本公开的实施例，基于初始误差值以及梯度下降法进行迭代计算以获取e(n)为：
15、提供误差更新公式：
16、
17、delta(n+1)＝delta(n)+η·e(n)
18、化误差的迭代步长，n是sar adc的位数；基于初始误差值以及误差更新公式获取e(n)。
19、根据本公开的实施例，计算初始权重向量的方法包括：分别获取两组电容阵列的理想权重向量；将两个理想权重向量分别加上一组随机数，以获取初始权重向量在每一轮梯度下降计算后，根据第一权重更新公式以及第二权重更新公式计算的权重值调整随机数，以使下一轮梯度下降计算更新的权重值达到收敛稳定状态。
20、根据本公开的另一方面，提供了一种sar adc电容阵列的校准电路，包括：结构相同的两组电容阵列；两个校准比较器以及一个目标比较器，其中，一组电容阵列分别接入其中一个校准比较器的正端以及目标比较器的负端，另一组电容阵列分别接入另一个校准比较器的负端以及目标比较器的正端；两个电容阵列分别用于对输入信号进行采样并输入至对应的校准比较器进行比较，以使两个校准比较器分别输出对应的第一数据以及第二数据；量化结果获取模块，用于基于第一数据获取第一量化结果，以及基于第二数据获取第二量化结果；权重更新模块，用于将第一量化结果与第二量化结果的和值与量化理论值作差，得到误差值，并基于误差值以及梯度下降法对两组电容阵列中的每一电容的权重值进行迭代计算，直至每一电容的权重值符合预期；两个电容阵列还用于：分别对输入信号进行采样并输入至目标比较器，目标比较器基于符合预期的权重值对输入信号进行采样以输出量化输出值。
21、根据本公开的另一方面，提供了一种计算机设备，包括处理器和存储器；其中，处理器执行存储器中保存的计算机程序时实现上述任一项的saradc电容阵列的校准方法。
22、根据本公开的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；计算机程序被处理器执行时实现上述一项的sar adc电容阵列的校准方法。
23、本公开提供了一种sar adc电容阵列的校准方法、电路计算机设备及存储介质，其至少具有以下有益效本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种SAR ADC电容阵列的校准方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的SAR ADC电容阵列的校准方法，其特征在于，所述分别得到第一量化结果以及第二量化结果的方法包括：
3.根据权利要求2所述的SAR ADC电容阵列的校准方法，其特征在于，所述基于所述误差值以及梯度下降法对两组所述电容阵列中的每一电容的权重值进行迭代计算，直至每一所述电容的权重值符合预期包括：
4.根据权利要求3所述的SAR ADC电容阵列的校准方法，其特征在于，所述权重值符合预期包括：所述权重值达到收敛稳定状态。
5.根据权利要求3所述的SAR ADC电容阵列的校准方法，其特征在于，两组所述电容阵列均包括：依次连接的第i位电容至第j位电容，且第i位电容至第j位电容的权重值逐渐增大，所述方法包括：
6.根据权利要求3所述的SAR ADC电容阵列的校准方法，其特征在于，得到所述e(n)的方法包括：
7.根据权利要求6所述的SAR ADC电容阵列的校准方法，其特征在于，所述基于所述初始误差值以及梯度下降法进行迭代计算以获取所述e(
8.根据权利要求7所述的SAR ADC电容阵列的校准方法，其特征在于，计算所述初始权重向量的方法包括：
9.一种SAR ADC电容阵列的校准电路，其特征在于，包括：
10.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器和存储器；其中，处理器执行存储器中保存的计算机程序时实现权利要求1-8中任一项所述的方法。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序；计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种sar adc电容阵列的校准方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的sar adc电容阵列的校准方法，其特征在于，所述分别得到第一量化结果以及第二量化结果的方法包括：
3.根据权利要求2所述的sar adc电容阵列的校准方法，其特征在于，所述基于所述误差值以及梯度下降法对两组所述电容阵列中的每一电容的权重值进行迭代计算，直至每一所述电容的权重值符合预期包括：
4.根据权利要求3所述的sar adc电容阵列的校准方法，其特征在于，所述权重值符合预期包括：所述权重值达到收敛稳定状态。
5.根据权利要求3所述的sar adc电容阵列的校准方法，其特征在于，两组所述电容阵列均包括：依次连接的第i位电容至第j位电容，且第i位电容至第j位电容的权重值逐渐增大，所述方法包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：丁伯文，冯鹏，刘剑，吴南健，刘力源，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：
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