[发明专利]分裂电容结构逐次逼近模数转换器校准电路及方法

说明书

本发明的一种分裂电容结构逐次逼近模数转换器校准电路及方法，包括比较器、MSB阵列、LSB阵列、数字逻辑控制电路、分裂电容Cs及CDAC失配校准电路；分裂电容Cs的左右端分别与LSB阵列和MSB阵列相接；CDAC失配校准电路包括CDAC电容阵列和CDAC失配校准控制逻辑模块；CDAC电容阵列一端接LSB阵列；CDAC失配校准控制逻辑模块根据所述的比较器的输出，产生控制逻辑控制CDAC阵列中的开关阵列。本发明采用桥接电容结构引入的固有冗余电容作为校准DAC，合理的选择DAC精度和校准范围，结合校准时序，完成对MSB的电容匹配误差进行数字校准，不再需要额外的电容校准阵列，节约芯片成本。

技术领域

本发明涉及数据转换器技术领域，具体涉及一种分裂电容结构逐次逼近模数转换器校准电路及方法。

背景技术

模数转换器是将模拟信号转换为数字信号的接口电路，广泛应用于信号检测与信号处理领域。逐次逼近模数转换器由于其面积和功耗方面的优势，近来受到工业界的普遍关注。受限于片上电容的匹配精度的限制，一般超过10比特精度需要校准电路。

采用分裂电容结构的数据转换器，能够显著减少电容的个数，配合校准技术，可以显著降低电路的面积与功耗。这里的校准方法属于数字前台校准方式。其原理是利用校准DAC完成对每个需要校准电容的数字量化并将数字信息存储，即得到每个DAC电容的实际权重，在每次转换完成后由数字校准算法计算出正确的数字值。

用一个辅助的、额外的校准DAC来完成数字校准，这是一种常见的方法。这无疑增加了电路的面积。同时校准DAC也会引入额外的寄生电容。

也可以采用冗余电容的方式来代替校准DAC，但这种方式时序相对复杂。

发明内容

本发明提出的一种分裂电容结构逐次逼近模数转换器校准电路，可至少解决上述技术问题之一。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种分裂电容结构逐次逼近模数转换器校准电路，包括比较器、MSB阵列、LSB阵列及数字逻辑控制电路，还包括分裂电容Cs(或桥接电容Cs)及CDAC失配校准电路；

所述的分裂电容Cs的左右端分别与LSB阵列和MSB阵列相接，并通过开关与共模参考相接；

所述MSB阵列另一端通过开关阵列接输入信号或者共模参考电平；

所述LSB阵列另一端通过开关阵列接输入信号或者共模参考电平；

所述比较器一端接MSB阵列，另一端接参考电平；对于差分转换器而言，另一端则接差分侧MSB电容阵列；

所述比较器的输出端连接到所述数字逻辑控制电路；

所述数字逻辑控制电路通过开关阵列对所述的MSB阵列和LSB阵列进行控制；

所述CDAC失配校准电路包括CDAC电容阵列和CDAC失配校准控制逻辑模块；

所述CDAC电容阵列一端接LSB阵列，另一端通过开关阵列与共模参考电平相接；如果是差分结构，另一端接另外一组MSB阵列；

所述CDAC失配校准控制逻辑模块根据所述的比较器的输出，产生控制逻辑控制CDAC阵列中的开关阵列；

所述CDAC失配校准电路用于在模数转换器中对电容的失配进行校准，校准码存储于存储器中。

进一步的，还包括输入失调补偿电路，所述比较器的输出端连接所述输入失调补偿电路；

所述输入失调补偿电路用于在模数转换中对所述比较器的失调进行校准。