[发明专利]用于执行比较器后台校准的装置和方法

说明书

背景技术

电子元件易发生工作特性变化。尽管可以根据技术规范制造器件，但是没有制造技术可以在所有器件上保证均匀性。在金属氧化物半导体（MOS）器件中，该变化通常表现为阈值电压电平的移动。例如，在比较器电路中，差分对中的失配和电流源中的失配可以导致比较器偏移，所述比较器偏移是电压偏移，其通过影响输入电压与基准电压之间的比较性能而限制了比较器的精度。比较器偏移量不仅作为随机器件失配的结果出现，而且还是器件尺寸的函数。降低偏移量的一个已知方法是增大器件尺寸。但是，这需要增加功率以维持增益带宽和更新期。对于小的、低功率的比较器来说，增大器件尺寸可能不是实用的选择，因此需要偏移补偿或者偏移抵消方案。

比较器偏移可以归类为两种类型。第一类型，称为DC偏移（在此还称为“静态”偏移），它是在比较器电路工作时存在的或多或少的恒定偏移。第二类型，在此称为“动态”偏移，其出现在比较器电路被切换至基于对电路的输入值输出比较器判定时。动态偏移可能由电路中的不平衡导致，例如影响电路部件的寄生电容。因此，动态偏移的原因可能与静态偏移的原因无关。

存在补偿静态偏移的技术。然而，动态偏移仍然是个问题。

发明内容

本发明的示例实施例涉及用于校准流水线模数转换器（ADC）中的比较器的方法和相应器件。

根据示例实施例，第一梯型电阻和第二梯型电阻被连接至ADC流水线中的至少一个级中的差分比较器的各自输入。每个比较器配置有其自身的第一和第二梯型电阻，所述第一和第二梯型电阻的初始抽头点被选择用于形成针对比较器的一对初始互补输入。在ADC工作期间（当ADC执行转换时），在时间校准来自随后级的输出以将级之间的时间差考虑在内之后，使用来自随后级的输出计算由至少一个级产生的数字残余。将每个残余值与至少一个阈值进行比较，优选地与上阈值以及下阈值进行比较。基于比较，可以通过移动至第一和第二梯型电阻中的不同抽头位置来校准施加到至少一个级中的至少一个比较器的初始抽头电压。当ADC有效地执行转换以校正ADC的各种比较器中的偏移时，可以重复上述校准过程例如每时钟周期一次以达到规定数量的周期。可选择地，只要ADC有效地转换输入，就可以重复校准过程。

附图说明

图1示出了传统多级流水线模数转换器的框图。

图2示出了显示针对模数转换器的输出信号的计算和针对转换器中各种级的残余值的计算的图。

图3示出了显示示例性残余值相对于针对示例性级中的比较器一部分的输入的曲线图。

图4示出了根据本发明的示例实施例用于比较器校准的系统的框图。

图5示出了根据本发明的示例实施例用于比较器校准的电路的示意图。

图6示出了根据本发明示例实施例用于比较器校准的方法的流程图。

具体实施方式

本发明涉及用于比较器校准的方法和装置。参照用于流水线ADC中的比较器描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可以应用于其它类型的流水线电路中的比较器的校准。根据本发明的示例性实施例，通过校准ADC的闪存部分中的梯型电阻的抽头来补偿开关电容器闪存ADC中的比较器偏移误差。校准在后台校准周期期间发生，即，当ADC有效地执行转换的时候。该校准补偿静态和动态偏移。