一种数模转换器的自动校准电路和方法与流程

本发明涉及电路，尤指一种数模转换器的自动校准电路和方法。

背景技术：

1、传统的自动校准方法电路中dac的输出使用比较器或者运放进行采样，并输出采样结果控制trim电路，以达到自动校准dac的目的。由于运放和比较器的限制，难以提高dac的校准精度。

2、因此，如何提高数模转换器的校准精度成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种数模转换器的自动校准方法，通过本方案可以解决上述问题。

2、本发明提供的技术方案如下：

3、一种数模转换器的自动校准方法，包括：

4、dac电路；

5、带有自校准功能的adc电路，与所述dac电路连接，用于采集所述dac电路的输出模拟信号，并将所述输出模拟信号转换为输出数字信号输出至微调电路；

6、所述微调电路，与所述带有自校准功能的adc电路、所述dac电路连接，用于将所述输出数字信号和dac输入数字信号进行比较，若所述输出数字信号和所述预存的dac输入数字信号的差值超出预设范围，调整所述dac电路的偏置电压。

7、在一些实施方式中，所述微调电路包括：比较模块，寄存器，trim dac电路；

8、所述比较模块，与所述寄存器连接，用于接收所述dac输入数字信号，将所述输出数字信号和所述dac输入数字信号进行比较，输出比较结果信号；

9、所述寄存器，用于寄存所述比较结果信号；

10、trim dac电路，与所述寄存器连接，用于基于所述比较结果信号调取微调指令，并基于所述微调指令对所述dac电流的偏置电压进行调整。

11、在一些实施方式中，所述trim dac电路，包括：第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关；

12、所述第一电容，与所述寄存器的电源输出端连接；

13、所述第一开关，与所述寄存器的电源输出端、所述trim dac电路的输出端连接；

14、所述第二开关通过所述第一电阻与所述寄存器的电源输出端连接，并与所述trimdac电路的输出端连接；

15、所述第三开关通过所述第一电阻、所述第二电阻与所述寄存器的电源输出端连接，并与所述trim dac电路的输出端连接；

16、所述第四开关通过所述第一电阻、所述第三电阻与所述寄存器的电源输出端连接，通过所述第四电阻、所述第五电阻接地，并与所述trim dac电路的输出端连接；

17、所述第五开关通过所述第一电阻、所述第二电阻、所述第六电阻、所述第七电阻与所述寄存器的电源输出端连接，通过所述第八电阻、所述第五电阻接地，并与所述trim dac电路的输出端连接；

18、所述第六开关与所述第八电阻、所述trim dac电路的输出端连接。

19、在一些实施方式中，所述微调电路还用于：

20、当所述-1lsb≤inl≤1lsb，则确定不调整所述dac电路；

21、当所述inl<-1lsb时，trim dac电路的内部开关会进行切换，将dac内部的偏置电压升高，以提高inl；

22、当所述inl>1lsb时，trim dac电路的内部开关会进行切换，将dac内部的偏置电压降低，以降低inl；

23、其中，所述inl为所述输出数字信号和所述dac输入数字信号的差值。

24、在一些实施方式中，所述带有自校准功能的adc电路的标准inl是±1lsb。

25、在一些实施方式中，本发明还提供一种数模转换器的自动校准方法，包括：

26、通过带有自校准功能的adc电路采集dac电路的输出模拟信号，并将所述输出模拟信号转换为输出数字信号输出至微调电路；

27、利用所述微调电路将所述输出数字信号和dac输入数字信号进行比较，若所述输出数字信号和所述预存的dac输入数字信号的差值超出预设范围，调整所述dac电路的偏置电压。

28、在一些实施方式中，所述微调电路包括：比较模块，寄存器，trim dac电路；

29、通过所述比较模块接收所述dac输入数字信号，将所述输出数字信号和所述dac输入数字信号进行比较，输出比较结果信号；

30、利用所述寄存器寄存所述比较结果信号；

31、通过所述trim dac电路基于所述比较结果信号调取微调指令，并基于所述微调指令对所述dac电流的偏置电压进行调整。

32、在一些实施方式中，所述trim dac电路，包括：第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关；

33、所述第一电容，与所述寄存器的电源输出端连接；

34、所述第一开关，与所述寄存器的电源输出端、所述trim dac电路的输出端连接；

35、所述第二开关通过所述第一电阻与所述寄存器的电源输出端连接，并与所述trimdac电路的输出端连接；

36、所述第三开关通过所述第一电阻、所述第二电阻与所述寄存器的电源输出端连接，并与所述trim dac电路的输出端连接；

37、所述第四开关通过所述第一电阻、所述第三电阻与所述寄存器的电源输出端连接，通过所述第四电阻、所述第五电阻接地，并与所述trim dac电路的输出端连接；

38、所述第五开关通过所述第一电阻、所述第二电阻、所述第六电阻、所述第七电阻与所述寄存器的电源输出端连接，通过所述第八电阻、所述第五电阻接地，并与所述trim dac电路的输出端连接；

39、所述第六开关与所述第八电阻、所述trim dac电路的输出端连接。

40、在一些实施方式中，

41、当所述-1lsb≤inl≤1lsb，则确定不调整所述dac电路；

42、当所述inl<-1lsb时，trim dac电路的内部开关会进行切换，将dac内部的偏置电压升高，以提高inl；

43、当所述inl>1lsb时，trim dac电路的内部开关会进行切换，将dac内部的偏置电压降低，以降低inl；

44、其中，所述inl为所述输出数字信号和所述dac输入数字信号的差值。

45、在一些实施方式中，通过带有自校准功能的adc电路校准以后，带有自校准功能的adc电路的inl为±1lsb。

46、通过本发明提供的一种数模转换器的自动校准方法和电路至少可以实现以下技术效果：

47、通过本发明可以将dac电路的inl调整到±0.5lsb以内，大大提高了dac电路的输出精度。

48、尤其使用在mcu内部，还将比较器和运放放大器的电路省去，大大节约了芯片的面积。

技术特征：

1.一种数模转换器的自动校准电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的数模转换器的自动校准电路，其特征在于，所述微调电路包括：比较模块，寄存器，trim dac电路；

3.根据权利要求2所述的数模转换器的自动校准电路，其特征在于，所述trim dac电路，包括：第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关；

4.根据权利要求1所述的数模转换器的自动校准电路，其特征在于，所述微调电路还用于：

5.根据权利要求1所述的数模转换器的自动校准电路，其特征在于，所述带有自校准功能的adc电路的标准inl是±1lsb。

6.一种数模转换器的自动校准方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的数模转换器的自动校准方法，其特征在于，所述微调电路包括：比较模块，寄存器，trim dac电路；

8.根据权利要求7所述的数模转换器的自动校准方法，其特征在于，所述trim dac电路，包括：第一电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关；

9.根据权利要求6所述的数模转换器的自动校方法，其特征在于，

10.根据权利要求6所述的数模转换器的自动校准方法，其特征在于，通过带有自校准功能的adc电路校准以后，带有自校准功能的adc电路的inl为±1lsb。

技术总结
本发明涉及电路技术领域，提供了一种数模转换器的自动校准电路及方法，其方法包括：通过带有自校准功能的ADC电路采集DAC电路的输出模拟信号，并将所述输出模拟信号转换为输出数字信号输出至微调电路；利用所述微调电路将所述输出数字信号和DAC输入数字信号进行比较，若所述输出数字信号和所述预存的DAC输入数字信号的差值超出预设范围，调整所述DAC电路的偏置电压。

技术研发人员：张震,陈涛,丁怡,高天航
受保护的技术使用者：普冉半导体（上海）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12