[发明专利]带后台校准的12位高速流水线模数转换器

权利要求书

1.带后台校准的12位高速流水线模数转换器，采用无前端采样保持电路结构，整个流水线共五级，其中,第一流水线级3.5位、第二流水线级到第四流水线级2.5位、第五流水线级为3位flash ADC，其特征在于，

在所述流水线中，第一流水线级采用带溢出位的3.5位MDAC结构，所述MDAC结构由子ADC和MDAC电路组成，其中，子ADC由比较器阵列组成，MDAC电路由采样保持电路、加法器、子DAC、余差放大器共同构成，MDAC电路和子ADC分别对动态的输入信号Vin进行采样，所述MDAC结构中还集成有采样时刻偏差校准模块，所述采样时刻偏差校准模块用于实现对MDAC和子ADC两个采样网络采样时刻偏差的校正；

所述第一流水线级输出5位二进制码，最高位为溢出判断位，同时采用摆幅缩减技术，输出摆幅减小一半；

所述模数转换器还包括：

参考电压产生电路：给每一流水线级提供稳定的参考电压；

时钟产生电路：给每一流水线级提供精确的时钟；

冗余校正电路：对输出编码错位相加。

2.根据权利要求1所述的带后台校准的12位高速流水线模数转换器，其特征在于，所述采样时刻偏差校准模块包含三个电路单元：溢出检测单元、数字控制单元、可变延时单元，

所述溢出检测单元检测第一流水线级的输出结果，将比较结果输入数字控制单元，数字控制单元产生8位二进制码，产生的8位二进制码作为可变延时单元的输入用来调节子ADC的采样信号延时，通过多次迭代，使得子ADC的采样时刻和MDAC采样时刻对齐。

3.根据权利要求2所述的带后台校准的12位高速流水线模数转换器，其特征在于，所述溢出检测单元由两个低失调比较器组成，参考电压分别为VH＝+0.4VFS和VL＝-0.4VFS，其中VFS是流水线转换器的满摆幅电压。

4.根据权利要求3所述的带后台校准的12位高速流水线模数转换器，其特征在于，所述数字控制单元的输入为两个低失调比较器的比较结果，输出为8位二进制码B₇B₆B₅B₄B₃B₂B₁B₀，所述二进制码用来控制调节可变延时单元。

5.根据权利要求4所述的带后台校准的12位高速流水线模数转换器，其特征在于，所述可变延时单元包含：一个反相器延时链、一个16×16的电容阵列、两个4位至16位的二进制码转温度计码的译码器，所述译码器产生的两组温度计码用来控制电容阵列接入时钟产生电路的电容负载，其中，

第一译码器的输入为所述数字控制单元产生的8位二进制码的高四位B₇B₆B₅B₄，输出为16位二进制码Y₁₅...Y₀，所述输出的16位二进制码Y₁₅...Y₀用作各行电容是否接入反相器延时链的控制信号；

第二译码器的输入为所述数字控制单元产生的8位二进制码的低四位B₃B₂B₁B₀，输出为16位二进制码X₁₅...X₀，所述输出的16位二进制码X₁₅...X₀用作第一行各单位电容是否接入的控制信号；

通过选择接入反相器延时链的电容数量，就可以调节输出时钟的相对延时。

6.根据权利要求5所述的带后台校准的12位高速流水线模数转换器，其特征在于，所述可变延时单元产生的最小单位延时为△t₀，对应的8位二进制控制码为00000000，大小由电容阵列的单位电容值决定；产生的最大延时为256△t₀，对应的8位二进制控制码为1111111。