[发明专利]具有最小化转换误差的A/D转换器

摘要

本发明涉及一种模拟/数字转换器，用来将模拟输入信号(a_in)转换为数字输出值，包括：(a)至少一个转换级，其又分别包含：(a1)采样/保持电路(3)，采样模拟输入信号(a_in)；(a2)比较器单元(5)，通过将输入信号与参考值(REF)进行比较，从转换级产生数字输出信号；(a3)数字/模拟转换器(13)，把数字输出信号转换成模拟信号；(a4)减法器(11)，用于从采样输入信号中减去由数字/模拟转换器(13输出的模拟信号；(a5)信号放大器(17)，以针对下一转换级的特定信号增益因子(V)对由减法器(11)输出的输出信号进行放大；以及(a6)加权单元(9)，将数字输出值与乘数相乘，以便与来自转换级的另一加权输出值相加，从而从模拟/数字转换器(1)产生数字输出信号；(b)随机信号发生器(19)，产生被馈入转换级的随机信号；(c)至少一个校准单元(21)，其又分别包含：(c1)校准放大器，以针对信号放大的可调校准增益因子放大随机信号；(c2)评估单元，使馈入信号路径并被转换级放大的随机信号与由校准单元(21)中的校准放大器放大后的随机信号相关联，以产生用于设置校准增益因子的设置信号，从而使来自评估单元的输出信号最小，因此，计算出的校准增益因子与由转换级中的数字/模拟转换器(13)和信号放大器(17)所产生的增益(V)相对应；(d)其中随机信号发生器(19)通过能够由校准单元(21)进行控制的开关，将随机信号施加到转换级中的数字/模拟转换器(13)中的校准电容器(31)上，从而将其馈入信号路径中；(e)其中随机信号可以与数字/模拟转换器(13)内的另一DAC电容器(25)相连接，以计算出数字/模拟转换器(13)中的DAC级的相应增益因子，以及校准单元(21)利用数字/模拟转换器(13)中的DAC级的已确定信号增益(V_i)，计算DAC级之间的信号增益差值ΔV_ij，以便计算数字/模拟转换器(13)的转换误差(DAC误差)。

主权项

1.一种模拟/数字转换器，用来将模拟输入信号(ain)转换为数字输出值，包括：(a)至少一个转换级，其又分别包含：(a1)采样/保持电路(3)，采样模拟输入信号(ain)；(a2)比较器单元(5)，通过将输入信号与参考值(REF)进行比较，从转换级产生数字输出信号；(a3)数字/模拟转换器(13)，把数字输出信号转换成模拟信号；(a4)减法器(11)，用于从采样输入信号中减去由数字/模拟转换器(13)输出的模拟信号；(a5)信号放大器(17)，以针对下一转换级的特定信号增益因子(V)对由减法器(11)输出的输出信号进行放大；以及(a6)加权单元(9)，将数字输出值与乘数相乘，以便与来自转换级的另一加权输出值相加，从而从模拟/数字转换器(1)产生数字输出信号；(b)随机信号发生器(19)，产生被馈入转换级的随机信号；(c)至少一个校准单元(21)，其又分别包含：(c1)校准放大器，以针对信号放大的可调校准增益因子放大随机信号；(c2)评估单元，使馈入信号路径并被转换级放大的随机信号与由校准单元(21)中的校准放大器放大后的随机信号相关联，以产生用于设置校准增益因子的设置信号，从而使来自评估单元的输出信号最小，因此，计算出的校准增益因子与由转换级中的数字/模拟转换器(13)和信号放大器(17)所产生的增益(V)相对应；(d)其中随机信号发生器(19)通过能够由校准单元(21)进行控制的开关，将随机信号施加到转换级中的数字/模拟转换器(13)中的校准电容器(31)上，从而将其馈入信号路径中；(e)其中随机信号可以与数字/模拟转换器(13)内的另一DAC电容器(25)相连接，以计算出数字/模拟转换器(13)中的DAC级的相应增益因子，以及校准单元(21)利用数字/模拟转换器(13)中的DAC级的已确定信号增益(Vi)，计算DAC级之间的信号增益差值ΔVij，以便计算数字/模拟转换器(13)的转换误差(DAC误差)。