[实用新型]两级模数转换器和电子设备

说明书

本申请涉及一种两级模数转换器和电子设备。所述模数转换器包括：两级模数转换器包括依次连接的第一级模数转换器和第二级模数转换器，第一级模数转换器包括电容阵列和校准控制器件，电容阵列包括至少两级电容；其中，将所述电容阵列中除第一级电容之外的任意一个电容作为待量化的目标电容；校准控制器件，用于控制目标电容和目标电容前一级的每个电容进行极板连接转换，得到目标电容产生的失配电压；第二级模数转换器，用于根据目标电容产生的失配电压进行运算得到目标电容的失配量化值。采用本申请的两级模数转换器，能够避免电容失配问题影响输出性能。

技术领域

本申请涉及模数转换技术领域，特别是涉及一种两级模数转换器和电子设备。

背景技术

模数转换器(Analog-to-digital Converter，ADC)是模拟信号和数字信号之间的桥梁，是各类电子设备中不可缺少的元件。常见的模数转换器类型有 Delta-sigma ADC、逐次逼近型ADC、闪烁型ADC等。其中，由于逐次逼近型模数转换器具有结构简单、功耗低、面积小等特点，常用于可穿戴电子设备和生物医疗领域中。

目前，逐次逼近型模数转换器通常采用基于电荷再分布电容阵列的方案。但是，这种方案中电容受到工艺偏差和版图布局布线的影响，容易导致实际电容值与理想电容值出现失配的问题，而电容失配的问题会严重影响模数转换器的输出性能。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够获得电容的失配量化值，从而避免电容失配影响模数转换器输出性能的两级模数转换器和电子设备。

一种两级模数转换器，两级模数转换器包括第一级模数转换器和第二级模数转换器，第一级模数转换器包括电容阵列和校准控制器件，所述电容阵列包括至少两级电容；其中，将所述电容阵列中除第一级电容之外的任意一个电容作为待量化的目标电容；

校准控制器件，用于控制目标电容和目标电容前一级的每个电容进行极板连接转换，得到目标电容产生的失配电压；

第二级模数转换器，用于根据校准控制器件输出的目标电容产生的失配电压进行运算得到目标电容的失配量化值。

在其中一个实施例中，两级模数转换器还包括级间放大器；级间放大器在第一级模数转换器和第二级模数转换器之间，分别与第一级模数转换器与第二级模数转换器连接；

级间放大器，用于获取目标电容产生的失配电压，并对目标电容产生的失配电压进行放大处理输出放大后的失配电压；

第二级模数转换器，还用于根据级间放大器输出的放大后的失配电压进行运算得到目标电容的失配量化值。

在其中一个实施例中，校准控制器件，具体用于在初始化时控制第一级模数转换器中每个电容的两个极板均与共模电压端连接；和/或，在校准目标电容时，控制目标电容的第一极板与第一参考电压端连接，目标电容的第二极板与级间放大器连接，控制目标电容前一级的每个电容的第一极板均与第二参考电压端连接，目标电容前一级的每个电容的第二极板均与级间放大器连接；

其中，第一参考电压端与第二参考电压端的电压极性相反。

在其中一个实施例中，第一级模数转换器还包括共模开关、放大开关和多个切换开关；第一级模数转换器中每个电容的第一极板均与一个切换开关连接，第二极板均与共模开关和放大开关连接；

校准控制器件，还用于接收初始化信号，根据初始化信号向各切换开关输出第一切换控制信号，向共模开关输出第一开关控制信号，向放大开关输出第二开关控制信号；

其中，第一切换控制信号用于控制各切换开关进行切换操作，以将每个电容的第一极板均与共模电压端连接；第一开关控制信号用于控制共模开关导通，以将每个电容的第二极板与共模电压端连接；第二开关控制信号用于控制放大开关关断，以切断每个电容的第二极板与级间放大器的连接。