[发明专利]快速收敛高精度逐次渐进模数转换器数字校正电路及方法

权利要求书

1.快速收敛高精度逐次渐进模数转换器数字校正电路，其特征在于：包括第一电容阵列单元，第二电容阵列单元，比较器单元和SAR控制逻辑模块，所述SAR控制逻辑模块分别连接有第一开关阵列单元和第二开关阵列单元，所述第一开关阵列单元将第一电容阵列单元择一连接Vrefp、共模VCM和Vrefn，所述第二开关阵列单元将第二电容阵列单元择一连接Vrefp、共模VCM和Vrefn；

所述比较器单元的正/负输入端连接所述第一电容阵列单元/第二电容阵列单元的输出端用于与共模VCM进行比较并输出对应的目标数字码字，所述比较器单元的输出端分别连接有所述SAR控制逻辑模块和用于采集第一电容阵列单元和/或第二电容阵列单元误差电压并输出对应的第一误差权重和第二误差权重的数字校准引擎，

以及分别通过开关Clks将输入信号Vin、通过开关Reset将共模VCM与所述第一电容阵列单元输入端连接。

2.根据权利要求1所述的快速收敛高精度逐次渐进模数转换器数字校正电路，其特征在于：所述比较器单元只包含第一比较器，所述第一电容阵列单元与第二电容阵列单元并联，第二电容阵列单元的输出端与比较器的正/负输入端连接，比较器的另一输入端接共模VCM。

3.根据权利要求2所述的快速收敛高精度逐次渐进模数转换器数字校正电路，其特征在于：所述比较器单元还包括第二比较器，所述SAR控制逻辑模块也由用于控制第一开关阵列单元的第一SAR控制逻辑模块和用于控制第二开关阵列单元的第二SAR控制逻辑模块组成，且所述第一电容阵列单元与第二电容阵列单元之间还设置有用于放大所述第一电容阵列单元输出电压的放大器单元。

4.根据权利要求3所述的快速收敛高精度逐次渐进模数转换器数字校正电路，其特征在于：所述放大器单元包括分别设置在输入端的开关Clka和输出端的开关Clks2，以及并联设置的放大器Amp，反馈电容Cfb和开关Clkb。

5.数字校正方法，采用包括权利要求2所述快速收敛高精度逐次渐进模数转换器数字校正电路实现，其特征在于，包括以下步骤：

步骤STP100，通过开关Clks将输入信号Vin输入第一电容阵列单元，断开开关Clks完成采样；

步骤STP200，通过SAR控制逻辑模块接收来自比较器单元输出的结果控制所述第一开关阵列单元的翻转完成对输入信号Vin的转换量化，获得目标量化码字；

步骤STP300，闭合开关Reset，同时通过SAR控制逻辑模块将第一开关阵列单元均接共模VCM，使得第一电容阵列单元的所有单元电容C_N的上下极板均接入共模VCM，再断开开关Reset；

步骤STP400，根据SAR控制逻辑模块指示的顺序执行bypass操作，同时，通过第二电容阵列单元对每次bypass操作产生的误差电压Verror进行量化获得误差码字并发送至数字校准引擎进行校准获得每个单元电容C_N的权重系数w_N；

所述误差电压Verror计算方式如下：

其中，w_(k)为k位对应的归一化权重，k为非bypass电容的最高位，k+1到N为反向翻转的位数；

所述权重系数w_N计算方式如下：

通过N次执行bypass操作后建立如下归一化三角矩阵：

通过对上述三角矩阵进行求解获得权重系数w_N，其中，N为第一电容阵列单元位数；

步骤STP500，周期性重复执行步骤STP400，直至达到预设迭代周期数P后执行后续动作，P≥1；

步骤STP600，通过步骤STP200中获得的目标量化码字和步骤STP400中获得的权重系数w_N相乘即获得校正后的目标量化码字。