逐次逼近型模数转换器及其方法与流程

本公开涉及一种逐次逼近型模数转换器。

背景技术：

1、逐次逼近型模数转换器因其低功耗，小面积等优势被广泛使用。但高精度的逐次逼近型模数转换器的精度通常受限于电容失配。近年来，提出了各种解决方法来增强逐次逼近型模数转换器的动态性能。

2、由于电容存在失配，电容之间的权重不是准确的二进制。现有技术中，数字域直接利用二进制进行加权计算得到的转换信号会偏离实际的模拟电压，造成逐次逼近型模数转换器的精度下降，因此需要对逐次逼近型模数转换器的电容失配进行校准。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种逐次逼近型模数转换器及其方法。

2、根据本公开的一个方面，一种逐次逼近型模数转换器，包括：

3、电容阵列，所述电容阵列包括n组差分电容和开关阵列，每组差分电容分别包括差分正端电容和差分负端电容，所述开关阵列配置成将n组差分电容的差分正端电容和差分负端电容分别连接至正相参考电压和反相参考电压，其中n＞1；

4、比较器，所述比较器的第一输入端与每组差分电容中的差分正端电容连接以分别接收差分正端电容的电压，所述比较器的第二输入端与每组差分电容中的差分负端电容连接以分别接收差分负端电容的电压，并且输出每组差分电容的电压测量值；

5、sigma-delta调制器，用于得到所述n组差分电容的每组差分电容的校准权重值；以及

6、逻辑模块，用于接收所述比较器输出的每组差分电容的电压测量值，并且根据所述sigma-delta调制器得到的每组差分电容的校准权重值来校准每组差分电容的电压测量值，以生成转换输出值。

7、根据本公开的至少一个实施方式的逐次逼近型模数转换器，还包括存储器，所述存储器用于存储所述sigma-delta调制器得到的校准权重值，以便在所述模数转换器实际工作时调用所述校准权重值以校准每组差分电容的电压测量值。

8、根据本公开的至少一个实施方式的逐次逼近型模数转换器，每组差分电容的校准权重值分别乘以每组差分电容的电压测量值，并且将每组差分电容的乘积相加来得到所述转换输出值。

9、根据本公开的至少一个实施方式的逐次逼近型模数转换器，在对一组差分电容进行校准的过程中，

10、将该组差分电容的差分正端电容的底板连接正相参考电压且将差分负端电容的底板连接反相参考电压，其他组差分电容全部连接反相参考电压，通过所述sigma-delta调制器转换该组差分电容的电压，得到第一校准值，

11、将该组差分电容的差分正端电容的底板连接反相参考电压且将差分负端电容的底板连接正相参考电压，其他组差分电容全部连接反相参考电压，通过所述sigma-delta调制器转换该组差分电容的电压，得到第二校准值，

12、通过所述第一校准值减去所述第二校准值来得到所述校准权重值。

13、根据本公开的至少一个实施方式的逐次逼近型模数转换器，对n组差分电容按照从低位电容至高位电容的顺序依次得到与各组差分电容对应的校准权重值。

14、根据本公开的至少一个实施方式的逐次逼近型模数转换器，所述sigma-delta调制器包括：

15、放大器，所述放大器的两个输入端分别连接差分电容的差分正端电容和差分负端电容的电压；

16、量化器，所述量化器用于对所述放大器的输出进行量化；

17、数字滤波器，所述数字滤波器对所述量化器的量化结果进行滤波以便得到所述校准权重值。

18、根据本公开的另一方面，提供了一种逐次逼近型模数转换方法，包括：

19、将一组差分电容的差分正端电容的底板连接正相参考电压且将差分负端电容的底板连接反相参考电压，其他组差分电容全部连接反相参考电压，通过sigma-delta调制器转换该组差分电容的电压，得到第一校准值；

20、将该组差分电容的差分正端电容的底板连接反相参考电压且将差分负端电容的底板连接正相参考电压，其他组差分电容全部连接反相参考电压，通过所述sigma-delta调制器转换该组差分电容的电压，得到第二校准值；

21、通过所述第一校准值减去所述第二校准值来得到校准权重值；以及

22、通过所述校准权重值乘以该组差分电容的电压测量值，以生成转换输出值。

23、根据本公开的至少一个实施方式的逐次逼近型模数转换方法，包括n组差分电容，并且按照从n组差分电容的低位电容至高位电容的顺序依次得到与各组差分电容对应的校准权重值。

24、根据本公开的至少一个实施方式的逐次逼近型模数转换方法，每组差分电容的校准权重值分别乘以每组差分电容的电压测量值，并且将每组差分电容的乘积相加来得到模数转换的转换输出值。

25、根据本公开的至少一个实施方式的逐次逼近型模数转换方法，将每组差分电容的相应的校准权重值分别存储至存储器中，以便在实际转换时调用每组差分电容的相应的校准权重值。

技术特征：

1.一种逐次逼近型模数转换器，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的逐次逼近型模数转换器，其特征在于，还包括存储器，所述存储器用于存储所述sigma-delta调制器得到的校准权重值，以便在所述模数转换器实际工作时调用所述校准权重值以校准每组差分电容的电压测量值。

3.如权利要求1所述的逐次逼近型模数转换器，其特征在于，每组差分电容的校准权重值分别乘以每组差分电容的电压测量值，并且将每组差分电容的乘积相加来得到所述转换输出值。

4.如权利要求1至3中任一项所述的逐次逼近型模数转换器，其特征在于，在对一组差分电容进行校准的过程中，

5.如权利要求4所述的逐次逼近型模数转换器，其特征在于，对n组差分电容按照从低位电容至高位电容的顺序依次得到与各组差分电容对应的校准权重值。

6.如权利要求1至3中任一项所述的逐次逼近型模数转换器，其特征在于，所述sigma-delta调制器包括：

7.一种逐次逼近型模数转换方法，其特征在于，包括：

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，包括n组差分电容，并且按照从n组差分电容的低位电容至高位电容的顺序依次得到与各组差分电容对应的校准权重值。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，每组差分电容的校准权重值分别乘以每组差分电容的电压测量值，并且将每组差分电容的乘积相加来得到模数转换的转换输出值。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，将每组差分电容的相应的校准权重值分别存储至存储器中，以便在实际转换时调用每组差分电容的相应的校准权重值。

技术总结
本公开提供了一种逐次逼近型模数转换器，包括：电容阵列，包括N组差分电容和开关阵列；比较器，第一输入端与每组差分电容中的差分正端电容连接以分别接收差分正端电容的电压，第二输入端与每组差分电容中的差分负端电容连接以分别接收差分负端电容的电压，输出每组差分电容的电压测量值；Sigma‑Delta调制器，得到N组差分电容的每组差分电容的校准权重值；以及逻辑模块，接收比较器输出的每组差分电容的电压测量值，并且根据Sigma‑Delta调制器得到的每组差分电容的校准权重值来校准每组差分电容的电压测量值，以生成转换输出值。

技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：杭州迈巨微电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12