[发明专利]一种流水线模数转换器比较器失调前台校准电路及方法

说明书

一种流水线模数转换器比较器失调前台校准电路及方法，包括电流源I1和可调电阻串单元阵列，可调电阻串单元阵列包括N个可调电阻串单元RESL1～RESLN，在电源VDD和地之间依次串接电流源I1和可调电阻串单元RESL1～RESLN，可调电阻串单元RESL1～RESLN的结构相同且阻值可调。可调电阻串单元包括4个微调电阻R1～R4、5个开关SW1～SW5、1个二选一开关DSW、比较器COMP、累加器ACCU、阈值判决器THR以及双向移位寄存器SHREG。本发明将传统分压电阻一分为四，用于微调比较器的失调电压，并未引入额外静态功耗，特别适用于低功耗设计。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，是一种流水线模数转换器比较器失调前台校准电路及方法，主要应用于低功耗流水线模数转换器中。

背景技术

在流水线模数转换器的设计中，由于工艺偏差导致的器件失配和开关的寄生电感电容的不平衡都会使比较器失调，严重影响模数转换器的性能。一般通过增大器件尺寸可以减小其失调但会导致功耗严重增大，因此如何在不增大功耗的情况下减小比较器失调是当前流水线模数转换器设计的研究重点之一。

传统的比较器失调校准主要采用模拟方法，预先测出比较器的失调电压，正常工作时使用测出的失调电压对比较器进行补偿。但这种校准方法会在采样周期内引入额外的时间延迟，降低转换器的采样频率。

近年出现了很多比较器失调校准的数字校准方法，但主要都集中在解决比较器静态失调误差，而对于比较器的动态失调误差则无法解决。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种在不增大模拟电路功耗的情况下减小比较器动静态失调的前台数字校准电路及校准方法。

本发明的技术解决方案是：

一种流水线模数转换器比较器失调前台校准电路，包括：电流源I1和可调电阻串单元阵列，可调电阻串单元阵列包括N个结构相同且阻值可调的可调电阻串单元RESL1～RESLN，在电源VDD和地之间依次串接电流源I1和可调电阻串单元RESL1～RESLN，通过对可调电阻串单元RESL1～RESLN的接入阻值进行调整进而微调比较器的失调电压。

可调电阻串单元的数量N等于流水线模数转换器中流水级的位数。

可调电阻串单元包括4个微调电阻R1～R4、5个开关SW1～SW5、1个二选一开关DSW、比较器COMP、累加器ACCU、阈值判决器THR以及双向移位寄存器SHREG；

在每个可调电阻串单元中，R1～R4首尾依次串联构成了可调电阻阶梯主体，电阻R1一端接开关SW1，另一端与电阻R2连接处接开关SW2，电阻R2和R3连接处接开关SW3，电阻R3和R4连接处接开关SW4，电阻R4另一端接SW5；除去与电阻相接的一端，开关SW1～SW5的另一端均接至比较器COMP的正端，比较器COMP负端接二选一开关DSW的输出，二选一开关DSW的输入分别接至模拟信号输入V_IN以及R2、R3连接处；

比较器COMP的输出接累加器ACCU的输入，累加器ACCU的输出接阈值判决器THR的输入，阈值判决器THR的输出接双向移位寄存器SHREG的输入，双向移位寄存器SHREG控制开关SW1～SW5的通断，进而调整可调电阻串单元的接入阻值。

开关SW1～SW5在同一时刻有且仅有一个开关是打开状态。

当双向移位寄存器SHREG输出控制信号的值为1时，所对应的开关打开。

通过电阻R1～R4和开关SW1～SW5调节接入比较器COMP的比较电压的值。

电阻R1～R4的阻值相同。

比较器COMP的输出接累加器ACCU的输入，工作时如果比较器输出1，则累加器在原有值的基础上加1，如果比较器输出0，则累加器保持原值不变。