[发明专利]减少逐次逼近模数转换器中电介质吸收的方法和装置

说明书

本公开涉及减少逐次逼近模数转换器中电介质吸收的方法和装置。提供逐次逼近寄存器模数转换器(SAR ADC)，其中使用配置以至少部分地基于先前的数字码值信号、采集时间和温度来调整当前的数字码值信号的校正电路，减少电介质吸收的影响。

背景技术

模数转换器(ADC)从模拟信号产生多位数字值。逐次逼近(SAR)SAR ADC采样输入电压，并且将其与电压序列进行比较以产生输入电压的数字表示。SAR ADC包括至少一个电容阵列以产生电压序列。

电介质吸收是电容的固有特性，电容放电后不久部分再次充电。电介质吸收现象是设置在相对的电容板之间的电介质材料中的偶极子或电弛豫的结果。在理想的电介质中，内部极化偶极子响应于所施加的电场的变化而瞬时形成和消散。然而，在实际的电介质中，作为偶极子的原由的电荷的物理运动需要时间，并且所需的时间长度取决于电荷位移的机制。与偶极子相关的特征时间常数可以从纳秒到几百微秒变化。

在采样和保持电路中，例如，可以简单地通过对电容充电一段时间然后短路电容来测量电介质吸收。移除短路后，电容上的电压将趋于恢复其初始值的固定百分比。该百分比就是电介质吸收的量度。

电介质吸收可能导致例如通过多路复用共享SAR ADC的不同信号通道间的串扰。取决于介电弛豫时间常数，先前转换的输入信号音会显著影响当前转换期间的信噪比(SINAD)。在时域中，由于电容放电随着时间推移，电介质吸收可能导致增加的时延。

电容表现出的电介质吸收量很大程度上取决于电介质材料。材料，例如聚丙烯、聚苯乙烯和呈现低电介质吸收。陶瓷材料表现出较大的电介质吸收。二氧化硅介于两者之间。

发明内容

提供逐次逼近寄存器模数转换器(SAR ADC)，其中使用至少部分地基于先前的数字码值信号、采集时间和温度，配置以调整当前数字码值信号的校正电路以降低电介质吸收的影响。

在一个方面，SAR ADC可以包括二进制加权电容阵列，例如可以配置以基于模拟输入信号产生数字转换输出信号。电介质吸收校正电路可以配置以接收当前的转换输出。校正电路可以包括存储器件，以便存储先前的转换输出值。校正电路可以配置以确定缩放的先前转换输出值，例如可以至少部分地基于模拟信号采集时间和温度。校正电路可以配置以调整当前转换输出，例如至少部分地基于确定的缩放的先前转换输出值。

在另一方面，提供了一种可以在SAR ADC的采样和位测试阶段期间减少电介质吸收的方法，该SAR ADC可以包括配置以基于模拟信号输入产生数字转换输出信号的二进制加权电容阵列。该方法可以包括在当前采样阶段和位测试阶段过程中将电容阵列耦合到模拟信号以产生当前转换输出信号值。在先前采样阶段和位测试阶段过程中产生的先前转换输出信号值可以被存储。至少部分地基于模拟信号采集时间和温度，可以确定缩放的先前转换输出值。至少部分地基于确定的缩放的先前转换输出值调整当前转换输出。

在另一方面，提供了一种SAR ADC，它可以包括差分比较器PDAC、NDAC和在采样阶段和位测试阶段耦合以配置PDAC和NDAC的开关电路。混洗控制开关电路可以耦合以混洗PDAC中的第一电容的耦合与NDAC中的第一电容的耦合之间第一电容。混洗控制开关电路可以耦合以混洗PDAC中的第二电容的耦合和NDAC中的第二电容的耦合之间第二电容。

在另一方面，提供了可以减少在包括PDAC和NDAC的SARADC的采样和位测试阶段期间的电介质吸收的方法，其中PDAC和NDAC可以包括等效的二进制加权电容阵列。该方法可以包括在连续采样和位测试阶段间，在PDAC内的第一电容的耦合和NDAC(108)内的第一电容的耦合之间混洗第一电容。该方法还包括在连续采样和位测试阶段间，在PDAC内的第二电容的耦合和NDAC内的第二电容的耦合之间混洗第二电容。

附图说明

图1是根据一些实施例，表示差分SAR ADC的说明性电路示意图。