[发明专利]模数转换器中的电容器顺序确定

说明书

一种模数转换器(ADC)(120)包括具有可配置电容器阵列(134)的数模转换器(DAC)(130)。基于利用外部测试计算机系统对微分非线性(DNL)和积分非线性(INL)的测量值，DAC的电容器(134)的使用的顺序可以被确定以便降低DNL误差聚集，也称为INL。DAC(130)包括可以由测试计算机系统提供的编程数据进行编程的开关矩阵(140)。

技术领域

本发明涉及模数转换器中的电容器顺序确定。

背景技术

模数转换器(ADC)将模拟输入信号(例如，电压)转换为数字输出信号(也称为“数字代码”或简单地称为“代码”)。ADC利用有限数量的数字输出代码来唯一地表示某一范围内的全部模拟输入。由于模拟刻度是连续的，而数字代码刻度是离散的，因此存在引入误差的量化过程。也就是说，小范围的模拟电压将被ADC分解为相同的数字输出代码。作为结果，模拟输入电压与数字输出代码的图形具有阶梯式形状。一个阶梯的宽度被定义为一个最低有效位(LSB)并且通常用作完整的模拟范围的其他数量或单位的基准单位。例如，一半LSB表示等于模拟分辨率的一半的模拟数量。

在ADC中存在各种类型的误差。这种误差的示例包括偏移误差、增益误差、微分非线性(DNL)误差、积分非线性(INL)误差、绝对精确度误差以及孔径误差。由于模拟电压是连续的信号而数字代码是离散值，因此ADC的数字输出代码和模拟输入电压之间的关系具有阶梯式形状。对于数模转换器(DAC)，模拟输出电压基于数字输入代码确定，从而导致电压从一个数字代码到下一个数字代码的阶梯增加。ADC的每个阶梯的宽度是ADC的分辨率度以及ADC内部的组件失配的函数。DNL误差指的是连续的数字代码之间的实际阶梯宽度与理想的ADC的阶梯宽度之间的差值(或实际的和理想的DAC之间的阶梯高度之间的差值)。理想的ADC的阶梯宽度可以称为“1LSB”，DNL误差可以以LSB为单元来表示。例如，+1/2LSB DNL误差意味着阶梯宽度比理想的ADC阶梯宽度大50％。

INL误差表示实际传递函数上的值与在一些表示中的直线的偏差。从底部上升到特定阶梯的微分非线性的总和确定在该阶梯处的INL的值。INL误差随着各种数字代码的图形可以在某些邻近的数字代码之间示出INL误差的急剧跳跃，称为“MSB(最高有效位)跳跃”。

尽管模拟输入和数字输出代码之间的关系对于理想的ADC是线性的，不幸的是，DNL和INL误差导致模拟输入和数字输出代码之间的非线性关系。

发明内容

在一个方面，提供了一种用于确定模数转换器中的电容器顺序的方法。该方法包含：确定模数转换器(ADC)的数模(DAC)电容器阵列中的多个电容器中的每一个的相应微分非线性最高有效位(DNL_MSB)误差值；确定所确定的DNL_MSB误差值的平均值；部分地基于所确定的DNL_MSB误差值的平均值确定多个电容器中的每一个的相应微分非线性(DNL)误差值；确定多个电容器中的每一个的相应补偿误差值，其中确定部分地基于多个电容器的最大DNL_MSB值；基于多个电容器中的至少一个电容器的相应DNL误差值和相应补偿误差值确定多个电容器的顺序；以及在模拟信号到数字代码的转换期间，通过ADC按照确定的顺序使用多个电容器。