[发明专利]模数转换器及其数字校准电路无效

专利信息
申请号: 201010583839.4 申请日: 2010-12-07
公开(公告)号: CN102025375A 公开(公告)日: 2011-04-20
发明(设计)人: 赵磊;刘帘曦;杨银堂;丁瑞雪;朱樟明 申请(专利权)人: 西安电子科技大学
主分类号: H03M1/12 分类号: H03M1/12;H03M1/10
代理公司: 北京银龙知识产权代理有限公司 11243 代理人: 许静;姜精斌
地址: 710071*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 转换器 及其 数字 校准 电路
【说明书】:

技术领域

发明涉及集成电路技术领域,尤其涉及模数转换器及其数字校准电路。

背景技术

随着现代通讯技术和信号处理技术的发展,越来越多的模拟信号需要转化成数字信号进行处理,因此对高速高精度的模数转换器(ADC)提出了更高的要求。由于半导体集成电路生产工艺的误差,模数转换器精度不可能完全理想。这就使得当对模数转换器精度的要求上升至一定高度时,对模数转换器进行校准必不可少。

目前国际上大多采用两种校准方法。一种是模拟前端自校准的方法,这种方法通过内置逐次累加器测量流水线模数转换器中运算放大器增益、电容失配与理想值的误差,然后由内置逻辑运算电路计算出补偿值,这种方法虽然方便,但其校准精度受到内置累加器和逻辑运算电路精度限制,为了提高精度需要设计高阶累加器电路及高精度的逻辑运算电路,这大大增加了电路设计难度。此外,使用这种校准方法的模数转换器需要较长时间用于计算误差,降低了模数转换器的工作速度。另一种是输出数据截断的方法,这种方法通过增加若干流水线转换级,输出高于原电路精度的数据,再通过对低位数据的截断,从而实现降低误差的目的。这种方法虽不影响模数转换器的工作速度,但极大增加了芯片面积以及功耗。并且,一般的流水线模数转换器本身无法做到较高的精度,提高精度只能依靠校准。校准方法便成为高速高精度模数转换器设计使用的一个关键环节。

发明内容

本发明实施例为了克服模数转换器的校准精度难提高的问题,提供了一种模数转换器的校准电路,包括:

流水线转换模块、数据排列模块、校准数据存储模块和数据加法模块,其中,流水线转换模块用于将模拟输入信号转化为数字信号,并发送给所述数据排列模块;上述数字信号包含最低有效位LSB;

数据排列模块用于对上述流水线转换模块转化输出的数字信号进行初步校准,得到初步校准数据;

校准数据存储模块用于根据初步校准数据对应的量程区间选择对应的校准数据;

校准电路还包括随机数产生模块,用于产生低于所述流水线转换模块转化输出的数字信号最低位的随机数;

校准数据存储模块输出的所述校准数据最低位与所述随机数的最低位的权值相同;

数据加法模块用于将所述数据排列模块输出的初步校准信号与所述随机数产生模块产生的随机数、所述校准数据存储模块选择的校准数据进行按位相加,获得最终校准数据。

较优的,上述校准数据存储模块输出的校准数据的最高位,至低比LSB高1位。

较优的,上述校准数据存储模块输出的校准数据的最低两位的值为01。

更优的,上述流水线转换模块输出的数字信号的最低位为LSB。

更优的,上述随机数产生模块产生2位数字信号。

更优的,上述随机数产生模块由线性反馈移位寄存器LFSR构成。

本发明的实施例还提供了一种包含上述校准电路的模数转换器。

本发明的实施例通过引入随机数产生模块,配合校准数据的设置,产生的随机数与校准数据进行加法运算,随机数的加入引起输出数据的调整,提高了模数转换器的校准精度。更进一步的,校准电路的设计也较为简单,且不用增加芯片的面积,更能降低芯片的功率消耗,从而提高了模数转换器的性能。

附图说明

图1为本发明实施例一中流水线模数转换器结构框图;

图2为本发明实施例一中流水线模数转换器某级校准区间和校准数据示意图;

图3为本发明实施例一中随机数产生模块结构框图;

图4为本发明实施例一中校准逻辑原理图;

图5为图1中输出数据校准原理图;

图6为本发明实施例二中流水线模数转换器结构框图;

图7为本发明实施例二中校准逻辑原理图;

图8为图6中输出数据校准原理图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明实施例做进一步详细地说明。由于流水线结构的ADC在高精度ADC中较为常见,在此,本发明的示意性实施例采用流水线结构的ADC,但并不作为对本发明的限定,例如两步式、多步式模数转换器等具有子转换区间的模数转换器,同样可以直接适用下述实施例中描述的结构和方法。

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