[发明专利]逐次逼近模数转换器及其数字校准方法和装置

说明书

本发明公开了一种逐次逼近模数转换器及其数字校准方法和装置，所述逐次逼近模数转换器包括数模转换模块DAC、比较器和SAR逻辑单元，所述方法包括以下步骤：获取需要校准的电容所对应转换位的校准码，按照正常逐次逼近方式对输入的模拟信号进行转换以获得二进制转换值，计算二进制转换值中转换值为1所对应转换位的校准码的总和；计算二进制转换值与需要校准的电容所对应的准换位中转换值为1所对应转换位的校准码的总和之间的差值，以获得校验后的ADC的转换值。该方法可以有效校准由于寄生电容和工艺制造误差带来的电容之间的失配误差，避免因失配误差造成电容之间二倍关系不精确的问题，从而可有效提高ADC的精度。

技术领域

本发明涉及模数转换技术领域，特别涉及一种用于逐次逼近模数转换器的数字校准方法、一种非临时性计算机可读存储介质、一种用于逐次逼近模数转换器的数字校准装置以及一种具有该装置的逐次逼近模数转换器。

背景技术

作为连接模拟信号和数字信号之间的桥梁，模数转换器在集成电路和信息产业中发展迅速，电荷再分配型逐次逼近(SAR)模数转换器(ADC)以其具有中等转换精度、中等转换速度、低功耗和低成本的综合优势，得到广泛的应用。通常，SARADC主要由数模转换器(DAC)、比较器、数字控制部分和其他模拟电路组成，其核心是DAC、比较器和数字控制部分。

作为电荷再分配型SAR ADC的关键单元之一，二进制加权电容阵列构成的数模转换器(DAC)的精度直接决定着整个模数转换器(ADC)的精度。在现有工艺情况下，各种器件以及走线的寄生电阻、寄生电容和工艺制造过程中的误差，使得DAC相邻的电容之间的二倍关系不够精确，极大的降低了ADC的精度。例如，在现有的工艺制造下，电容的最小失配率大约为0.1％，这意味着整个ADC的精度最高只能达到10位左右，为了提高ADC的精度，必须对这种由于工艺偏差带来的失配进行校准。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种用于逐次逼近模数转换器的数字校准方法，可以有效校准由于寄生电容和工艺制造误差带来的电容之间的失配误差，避免因失配误差造成电容之间二倍关系不精确的问题，从而可有效提高ADC的精度。

本发明的第二个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

本发明的第三个目的在于提出一种用于逐次逼近模数转换器的数字校准装置。

本发明的第四个目的在于提出一种逐次逼近模数转换器。

为实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种用于逐次逼近模数转换器的数字校准方法，所述逐次逼近模数转换器包括数模转换模块DAC和比较器，所述DAC包括低段位部分和高段位部分，所述低段位部分和所述高段位部分均包括容值呈二倍关系递增的L个电容，且所述低段位部分的L个电容中每个电容的一端分别与补偿电容的一端、耦合电容的一端相连，所述高段位部分的L个电容中每个电容的一端与所述耦合电容的另一端相连后作为所述DAC的输出端与所述比较器的第一输入端相连，所述低段位部分的L个电容中每个电容的另一端、所述高段位部分的L个电容中每个电容的另一端及所述补偿电容的另一端分别与模拟信号输入端、电压参考端或地相连，所述比较器的第二输入端与共模电压提供端相连，所述方法包括以下步骤：获取需要校准的电容所对应转换位的校准码；按照正常逐次逼近方式对输入的模拟信号进行转换以获得二进制转换值；计算所述二进制转换值中转换值为1所对应转换位的校准码的总和；以及计算所述二进制转换值与所述二进制转换值中转换值为1所对应转换位的校准码的总和之间的差值，以获得校验后的ADC的转换值。