[发明专利]一种循环模数转换器及数字校准方法

权利要求书

1.一种循环模数转换器，包括：有模数转换器（1），其特征在于，所述的模数转换器（1）的输入端通过一个采样保持电路（2）连接输入信号Vsig，所述的模数转换器（1）的输入端还通过开关信号连接校准信号Vcal。 

2.根据权利要求1所述的循环模数转换器，其特征在于，所述的模数转换器（1）的转换频率为fc，所述的采样保持电路（2）的采样频率为fs，其中，fc＝2fs。 

3.根据权利要求1所述的循环模数转换器，其特征在于，所述的模数转换器（1）的级间增益G<2。 

4.一种用于权利要求1所述的循环模数转换器的数字校准方法，其特征在于，包括如下步骤： 

1）设定循环模数转换器的级间增益G<2； 

2）设定N级循环模数转换器的最后一级即N级的传输函数是理想的传输函数； 

3）对第N－1级进行校准误差提取； 

4）对第N－2级进行校准误差提取； 

5）对N－3级以及N－3级之后的各级的校准误差提取； 

6）得到全部校准误差S0_N-1、S1_N-1、S0_N-2、S1_N-2、…、S0₁、S1₁，并存储，用于对之后的量化进行校准，将所存校准误差用于校准正常量化的数字码采用如下公式： 

其中Y为加入校准算法后的数字输出，X为无校准算法的数字输出。 

5.根据权利要求4所述的用于循环模数转换器的数字校准方法，其特征在于，步骤3）所述的对第N－1级进行校准误差提取，包括有如下步骤： 

（1）对该级输入校准信号； 

（2）将N－1之前的各级数字输出码强制为0； 

（3）对N－1级的数字输出强制为1，得到第N－1级的第一个校准误差S1_N-1； 

（4）对该级输入校准信号； 

（5）将N－1之前的各级数字输出码强制为0； 

（6）对N－1级的数字输出强制为0，得到第N－1级的第二个校准误差S0_N-1。 

6.根据权利要求4所述的用于循环模数转换器的数字校准方法，其特征在于，步骤4）所述的对第N－2级进行校准误差提取，包括如下步骤： 

（1）对该级输入校准信号； 

（2）将N－2之前的各级数字输出码强制为0； 

（3）对N－2级的数字输出强制为1，得到第一个数字输出码S1'_N-2； 

（4）对该级输入校准信号； 

（5）将N－2之前的各级数字输出码强制为0； 

（6）对N-2级的数字输出强制为0，得到第二个数字输出码S0'_N-2； 

（7）采用如下公式提取第N－2级的两个校准误差如下： 

S1_N-2=S1'_N-2-D_N-1(S1_N-1-S0_N-1) 

S0_N-2=S0'_N-2-D_N-1(S1_N-1-S0_N-1) 

其中，D_N-1是第N-1级的数字输出；S1_N-1是第N－1级的第一个校准误差；S0_N-1是第N－1级的第二个校准误差。 

7.根据权利要求4所述的用于循环模数转换器的数字校准方法，其特征在于，步骤5）所述的对N－3级以及N－3级之后的各级的校准误差提取，是首先设定校准级是第i级，其中≤i≤采用如下公式得到该级的两个校准误差值： 

其中，S0'和S1'分别是该级数字输出强制为0和1，以及该级之前的各级数字输出码强制为0得到的两个数字输出码值；k是第i级之前的级数。 

8.根据权利要求4或5所述的用于循环模数转换器的数字校准方法，其特征在于，所述的校准信号的值是循环模数转换器传输函数的跳变点的电压值。