申请/专利权人：东南大学

申请日：2021-11-17

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN114050827B

主分类号：H03M1/10

分类号：H03M1/10;H03M1/46

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2022.03.04#实质审查的生效;2022.02.15#公开

摘要：本发明公开了一种应用于电容三段式逐次逼近型模数转换器的数字校准方法，属于模拟集成电路领域。所述模数转换器包括栅压自举开关、数模转换模块DAC、比较器、SAR逻辑单元以及数字校准模块。该校准方法是基于线性系统的可叠加性原理，利用SARADC对相同的模拟信号量化两次，这两次量化分别加入大小相同极性相反的扰动失调电压±Δa，并在输出端产生两个N位待处理的数字码D+、D‑，计算出其各位权重和d+、d‑做差，再减去扰动的数字域映射量±Δd，最后经LMS算法迭代出理想权重。本发明在维持线性度不变的前提下，通过校准电容三段式模数转换器的失配，有效提升模数转换器的有效位数。

主权项：1.一种应用于电容三段式逐次逼近型模数转换器的数字校准方法，其特征在于所述数字校准方法包括以下步骤：步骤一.基于线性系统叠加原理，在模数转换器ADC的采样开关输入端，以小电容的方式添加扰动信号±Δa，关系式为QVIN±Δa＝QVIN±QΔa；步骤二.将添加扰动的模拟量映射到数字域，SARADC通过二进制搜索算法将模拟信号转换为对应的数字码，输出两个N位的待处理数字码D+和D-，具有相同的权重W＝{wi}i＝0，...，N-1；比较器通过比较电容阵列输出端的差分电压，逐次得出每一位对应的数字码，并确定开关受控状态；步骤三.校准系统根据计算出d+和d-；其中d+和d-为D+和D-的权重和，bi，±为N位待处理数字码的每一位值，wi为每一位权重值；步骤四.在数字域减去2Δd，计算出两个转换过程的误差error＝d+-d--2Δd，error又可以写成error＝QVIN+Δa-QVIN-Δa-2Δd；若系统为线性，则根据叠加原理error为零，若为非线性系统，则要对位权重进行进一步迭代；其中d+和d-为D+和D-的权重和，Δd为Δa数字域的映射，VIN为系统输入电压；步骤五.若error不为零，则采用最小均方算法LMS通过迭代调整误差error逼近于0，当误差逼近于0时，各位权重W都会收敛到最佳值；步骤六.一次完整的模数转换由一次采样阶段和两次转换阶段，分别为加入了扰动的模拟失调电压+Δa和-Δa，当得到最优权重后，最优权重被锁存，进行下一阶段；SAR控制逻辑一方面锁存比较器的结果，并比较结果作为数字码输出；另一方面根据比较器的结果控制电容开关的切换，实现逐次逼近的过程。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 东南大学 应用于电容三段式逐次逼近型模数转换器的数字校准方法

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