[发明专利]一种适用于逐次逼近模数转换器的后台电容失配校准方法

权利要求书

1.一种适用于逐次逼近模数转换器的后台电容失配校准方法，所述逐次逼近模数转换器为单端输入结构，包括一个电容阵列，所述电容阵列包括N位量化电容，按电容权重值从小到大排列分别是第0位至第N-1位量化电容，其中N为正整数；

其特征在于，所述后台电容失配校准方法包括如下步骤：

步骤一、所述N位量化电容的上极板互连并作为所述电容阵列的输出端，所述电容阵列的高M位量化电容的下极板连接输入信号、地电压或对应的校准基准电压，M为正整数且不大于N，所述电容阵列的低N-M位量化电容的下极板连接输入信号、地电压或基准电压Vref；所述逐次逼近模数转换器对输入信号进行量化得到N位量化电容对应的N位实际量化码字Di′，i∈[0，N-1]；

其中所述高M位量化电容中第N-j位量化电容对应的校准基准电压Vref_j＝Vref+PN_j×r_j×V1，j为正整数且j∈[1,M]，PN_j为第N-j位量化电容对应的PN码，r_j为第N-j位量化电容对应的PN码PN_j的系数，r_j∈(0，1)，PN码的模拟电压V1为常数；

步骤二、计算所述实际量化码字中的PN码注入量PN_inj：

其中w_N-j为第N-j位量化电容在所述电容阵列中的理想权重；

步骤三、用高M位量化电容的权重估计值代替所述PN码注入量PN_inj中高M位量化电容在所述电容阵列中的理想权重，得到PN码注入量的估计值PN’_inj：

其中w_(N-j),est为第N-j位量化电容的权重估计值；

步骤四、根据步骤三得到的所述PN码注入量的估计值PN’_inj和步骤一得到的N位量化电容对应的N位实际量化码字Di′计算所述输入信号的估计值V_est：

其中w_i为第i位量化电容在所述电容阵列中的理想权重；

步骤五、将步骤四得到的所述输入信号的估计值V_est分别与所述电容阵列中高M位量化电容对应的PN码做相关操作得到对应的M个相关系数，其中第N-j位量化电容对应的PN码PN_j的相关系数当所述M个相关系数均达到精度要求时转到步骤六，否则更新所述高M位量化电容中每位量化电容的权重估计值后返回步骤三并重复步骤三至步骤五，在步骤三中利用更新后的所述高M位量化电容的权重估计值计算PN码注入量的估计值PN’_inj，其中第N-j位量化电容更新后的权重估计值w_(N-j),est'＝w_(N-j),est-μ×cor_j，更新步长μ为常数；

步骤六、依次得到所述逐次逼近模数转换器经过校准后的最高位即第N-1位输出码字D_(N-1)到最低位即第0位输出码字D₍₀₎后完成校准；

其中得到所述逐次逼近模数转换器经过校准后的第i位输出码字的具体步骤为：

a、计算第i位理想输出码字对应的模拟量D_out(i)＝D_out(i+1)-D_(i+1)×1/2^N-i-1Vref；其中第N-1位理想输出码字对应的模拟量D_out(N-1)为步骤五中利用输入信号的估计值V_est计算的相关系数均满足精度要求时的所述输入信号的估计值V_est；

b、将第i位理想输出码字对应的模拟量D_out(i)与第i位量化电容理想权重的模拟量1/2^N-iVref进行比较，当D_out(i)1/2^N-iVref时，得到经过校准后的第i位输出码字D_(i)为1，否则得到经过校准后的第i位输出码字D_(i)为0。

2.根据权利要求1所述的适用于逐次逼近模数转换器的后台电容失配校准方法，其特征在于，第N-j位量化电容的初始权重估计值为2^j-N。