[发明专利]一种应用于无采保模数转换器的输入回踢非线性的校准电路及校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种应用于无采保模数转换器的输入回踢非线性的校准电路及校准方法。

背景技术

随着半导体技术的迅速发展，高速高精度模数转换器已广泛应用于数字通讯、军事雷达等领域。流水线模数转换器作为目前主流的ADC产品之一，能够很好的兼顾速度与精度的要求。在流水线模数转换器中，采样保持电路消耗了大量的功耗，同时带来很多噪声和非线性，因此无采保流水线型模数转换器逐渐成为主流。

无采保的流水线型模数转换器在采样相时，电容上的残留上一次输入信号的量化值，该量化值对输入信号有回踢效应，严重影响输入信号采样线性度。回踢非线性度的大小与采样网络的带宽，采样时钟周期和第一级量化精度有关。传统的消除回踢非线性方法是在采样前，设置一个复位相将上次量化值复位，从而彻底消除回踢非线性，但该复位相消耗了一定的功耗，且占用了采样相位的时间，不适合高速高精度的应用。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术的不足，本发明提出一种应用于无采保模数转换器的输入回踢非线性的校准电路及校准方法，避免使用多余复位相来消除量化残余电荷，适合高速高精度的应用，且校准算法是基于相关的后台算法，在数字域进行误差评估和消除，对模拟电路改动很小，不打断模数转换器的正常工作。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种应用于无采保模数转换器的输入回踢非线性的校准电路，包括余量放大器、后级模数转换器、子模数转换器、非线性误差估算模块、校准模块、伪随机数发生器、子数模转换器、第一电容、第二到第N+2电容、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七到第N+7开关；其中：

所述余量放大器的反相端通过第三开关连接到余量放大器的同相端，余量放大器的反相端连接到第一电容和第二到第N+2电容的右极板，余量放大器的同相端接地，余量放大器的输出通过第二开关连接第一电容的左极板、同时接到后级模数转换器的输入端；

所述后级模数转换器的输入通过第二开关连接第一电容的左极板，后级模数转换器的输出连接非线性误差估算模块和校准模块；

所述子模数转换器的输入通过第六开关接输入信号Vin，子模数转换器的输出连接到校准模块和子数模转换器；

所述伪随机数发生器的输出通过第四开关连接到第二到第N+2电容中的某一个电容Csi的左极板，伪随机数发生器的输出连接校准模块的一个输入，伪随机数发生器的输出连接非线性误差估算模块的一个输入；

所述子数模转换器的输入连接到子模数转换器的输出，子数模转换器的输出通过第五开关连接到第二到第N+2电容中除Csi以外的电容左极板；

所述非线性误差估算模块的输入接后级模数转换器的输出，非线性误差估算模块的输入接伪随机数发生器的输出，非线性误差估算模块的输出接校准模块的一个输入；

所述校准模块的一个输入接后级模数转换器的输出，校准模块的一个输入接非线性误差估算模块的输出，校准模块的一个输入接子模数转换器的输出，校准模块的一个输入接伪随机数发生器的输出，校准模块的输出为整个模数转换器的输出；

所述第一电容的左极板通过第一开关连接到输入信号Vin，第二到第N+2电容的左极板通过第七到第N+7开关连接到输入信号Vin，第二到第N+2电容中的某一个电容Csi的左极板通过第四开关连接到伪随机数发生器的输出，第N+2电容中的除电容Csi以外的电容左极板通过第五开关连接到子模数转换器的输出；

所述第一开关的A端连接第一电容的左极板和第二开关的A端，第一开关的B端连接输入信号；

所述第二开关的A端连接第一电容的左极板和第一开关的A端，第二开关的B端连接余量放大器的输出和后级模数转换器的输入；

所述第三开关的A端连接余量放大器的同相输入端，B端连接余量放大器的反相输入端；

所述第四开关的A端连接第二到第N+2电容中的某一个电容Csi的左极板，第四开关的B端连接到伪随机数发生器的输出；

所述第五开关的A端连接到第二到第N+2电容中除Csi以外的电容左极板，第五开关的B端连接到子数模转换器的输出；

所述第六开关的A端连接到后级模数转换器的输入，第五开关的B端连接到输入信号Vin；

所述第七到第N+7开关的A端分别连接第二到第N+2电容的左极板，第七到第N+7开关的B端连接到输入信号Vin。