[发明专利]ADC中采样器和放大器非线性的背景校准

说明书

本公开涉及ADC中采样器和放大器非线性的背景校准。模拟电路通常是非线性的，并且非线性会损害性能。设计人员将权衡功耗以实现更好的线性度。高效且有效的校准技术可以解决非线性问题并降低整体功耗。注入模拟电路的抖动信号可用于暴露数字域中的非线性行为。为了检测非线性，应用计数方法来隔离与输入分布无关的非线性。该方法在许多方面优于其他方法并且与其他方法不同。

优先权数据

该专利申请要求2018年2月2日提交的名称为“ADC中的采样器和放大器的非线性的背景校准”的美国临时专利申请序列号62/625,636的优先权和受益，其全部内容结合于此。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及模数转换器(ADC)的背景校准。

背景技术

在许多电子应用中，模数转换器(ADC)将模拟输入信号转换为数字输出信号，例如，用于通过数字电子设备进行进一步的数字信号处理或存储。一般而言，ADC可以转换表示现实世界现象的模拟电信号，例如光、声音、温度、电磁波或压力，以用于数据处理目的。例如，在测量系统中，传感器进行测量并生成模拟信号。然后，模拟信号将作为输入提供给ADC，以产生数字输出信号，以便进一步处理。在另一个例子中，发射器使用电磁波产生模拟信号以在空中传送信息，或者发射器发送模拟信号以通过电缆传送信息。然后，模拟信号作为输入提供给接收器处的ADC，以产生数字输出信号，例如，用于由数字电子设备进一步处理。

由于它们在许多应用中的广泛适用性，ADC可以在诸如宽带通信系统、音频系统、接收器系统等的地方找到。ADC中的设计电路是一项非常重要的任务，因为每个应用可能在性能、功耗、成本和尺寸方面都有不同的需求。ADC广泛应用于通信、能源、医疗保健、仪器仪表和测量、电机和电源控制、工业自动化和航空航天/国防。随着需要ADC的应用的增长，对快速而准确的转换的需求也在增长。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其特征和优点，结合附图参考以下说明，其中相同的附图标记表示相同的部件，其中：

图1示出了根据本公开的一些实施例的用于非线性系统的注入和去除抖动；

图2示出了根据本公开的一些实施例的二阶非线性的传递特性；

图3示出了根据本公开的一些实施例的三阶非线性的传递特性；

图4示出了根据本公开的一些实施例的存在三阶非线性的线性系统和系统的输入到输出关系；

图5示出了根据本公开的一些实施例的在存在三阶非线性的情况下实际输出和预期输出之间的差异。

图6示出了根据本公开的一些实施例的存在二阶非线性的线性系统和系统的输入到输出关系；

图7示出了根据本公开的一些实施例的校准三阶非线性之前和之后的输出(例如，y₂-y₁)的差异。

图8示出了根据本公开的一些实施例的校准二阶非线性之前和之后的HD2校准的累积分布。

图9示出了根据本公开的一些实施例的根据本公开的一些实施例的在校准三阶非线性之前和之后的y₁和y₂的直方图；

图10示出了根据本公开的一些实施例的根据本公开的一些实施例的HD3失真的累积分布；

图11示出了根据本公开的一些实施例的HD3校准之前和之后的累积分布；

图12示出了根据本公开的一些实施例的在更精细的HD3校准之前和之后的累积分布；

图13示出了根据本公开的一些实施例的校准系统；

图14是说明根据本发明的一些实施例的用于校准电路的方法的流程图；