[发明专利]用于具有电荷再分配数模转换器的逐次逼近模数转换器的输入不相关自校准方法和装置

权利要求书

1.一种自校准模数转换器，包括：

比较器，具有：

连接至第一电容器阵列的第一输入，在第一采样时钟以及从逐次逼近寄存器接收的第一组多个数字位的控制下，接收第一模拟信号、第一正参考电压和第一负参考电压，并且进行对分搜索；

连接至第二电容器阵列的第二输入，在第二采样时钟以及从存储误差修正系数的阵列接收的第二组多个数字位的控制下，接收第二模拟信号、第二正参考电压和第二负参考电压，并且提供误差补偿信号；和

电耦合至数字逻辑和校准逻辑的输出端。

2.根据权利要求1所述的装置，其中校准逻辑控制偏移和电容器失配搜索过程。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述阵列存储电容器失配系数。

4.根据权利要求1所述的装置，其中第一电容器阵列包括第一组多个二进制加权电容器，并分成第一粗略电容器阵列和第一精细电容器阵列，第一耦合电容器将第一精细电容器阵列电耦合至第一粗略电容器阵列。

5.根据权利要求4所述的装置，其中第一粗略电容器阵列中的多个电容器的顶部电极板电耦合至第一耦合电容器的第一端子和比较器的第一输入。

6.根据权利要求4所述的装置，其中第一精细电容器阵列中的多个电容器的顶部电极板电耦合至第一耦合电容器的第二端子。

7.根据权利要求1所述的装置，其中第二电容器阵列分成第二粗略电容器阵列和第二精细电容器阵列，第二耦合电容器将第二精细电容器阵列电耦合至第二粗略电容器阵列。

8.根据权利要求7所述的装置，其中第二精细电容器阵列分成多个次级电容器阵列。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述多个次级电容器阵列包括偏移校准阵列、耦合电容器失配校准阵列和多个最高有效位电容器失配校准阵列。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述多个次级电容器阵列中的每一个都分成主电容器阵列和辅助电容器阵列，每个阵列包括多个二进制加权电容器。

11.一种校准模数转换器中的偏移误差的方法，包括下述步骤：

将比较器的第一输入节点和第二输入节点初始化至共模电压；

将大致等于负参考电压的第一信号施加至第一电容器阵列中的所有电容器的底部电极板；

将大致等于负参考电压的第二信号施加至第一电容器阵列中的电容器的底部电极板；

在比较器的第一输入处产生误差信号；

通过采用由偏移校准阵列产生的步进搜索电压数字化误差信号；

将误差信号的数字表示存储在阵列中；以及

将误差信号的数字表示应用于偏移校准阵列以在比较器的第二输入处产生偏移修正电压。

12.一种校准模数转换器中的系统偏移误差、耦合电容器失配误差和最高有效位(MSB)电容器失配误差的方法，包括：

在校准逻辑的控制下通过采用偏移校准阵列检测和数字化系统偏移误差，并将第一组误差修正位存储在阵列中；

在校准逻辑的控制下通过采用耦合电容器失配校准阵列检测和数字化第一电容器阵列中的耦合电容器失配误差，并将第二组误差修正位存储在所述阵列中；

在校准逻辑的控制下通过采用MSB电容器失配校准阵列从较低位到较高位逐个地检测和数字化第一电容器阵列中的对应的MSB电容器失配误差，并将第三组误差修正位存储在所述阵列中；

在转换模式中采用第二组误差修正位调整第一电容器阵列中的耦合电容器；

在转换模式开始时施加偏移补偿电压；以及

施加与对应的MSB变化同步的第三组误差修正位。