[发明专利]一种非二进制逐次逼近型模数转换器的权重校准方法

说明书

本发明公开了一种非二进制逐次逼近型模数转换器的权重校准方法，所述非二进制逐次逼近型模数转换器包括电容阵列和虚拟电容Csubgt;0/subgt;，其中，所述电容阵列包括n个电容，且n个电容值从大到小依次为Csubgt;n/subgt;、Csubgt;n‑1/subgt;、Csubgt;n‑2/subgt;、Csubgt;n‑3/subgt;……Csubgt;1/subgt;，且Csubgt;1/subgt;等于Csubgt;0/subgt;；第m位电容的权重校准计算方法为：其中，第m位电容的冗余权重Rsubgt;m/subgt;大于0，且第m位电容指的是电容阵列中电容值由低到高第m个电容。本发明提供的一种非二进制逐次逼近型模数转换器的权重校准方法，对采样和转换过程进行了时序控制逻辑上的优化，从而简化了校准算法的数字逻辑，只有累加平均过程，同时本发明方法具有更快的运算结果，且在噪声较小时，只引入了一次量化误差。

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，具体属于一种非二进制逐次逼近型模数转换器的权重校准方法。

背景技术

模数转换器(ADC)能够将模拟信号转换成数字信号，是获取自然界信息的关键手段。作为获取信息的重要媒介，ADC被广泛应用于工业测量，无线通信，图像识别等领域。随着科技的进一步发展，各领域对信息的高效获取是要求越来越多，高速、高精度ADC的需求不断增多。

ADC的种类很多，按照基础价格区分主要包括：Sigma-Delta、single slope、SAR、pipeline、flash等。相比于其他ADC，SAR ADC具有性价比极高的特点，同时还具有相对低廉的制造成本(面积)和使用成本(功耗)。基于以上优点，SAR ADC的应用较广。

类似于所有的ADC，SAR ADC的精度主要受限于噪声和失配。通常而言，失配的影响大于噪声带来的影响。其中失配可能会导致失码，采用非二进制结构的SAR ADC(non-binary SAR ADC)可以有效解决失码。Non-binary SAR ADC是一种特殊的SAR ADC。采用non-binary SAR ADC后，ADC类似于pipeline ADC结构，具有一定的冗余，但是其冗余远小于pipeline ADC。

Non-binary SAR ADC具有一定的冗余，但仍然不能达到极高的精度。为了提高non-binary SAR ADC的精度，通常需要对模数转换器中的模拟电路进行改动，增加校准电路来实现校准的功能，这样的方法增加了电路的复杂性和面积。除此之外，专利CN109347477A公开了一种基于冗余位结构的校准方法，该方法的优点在于：没有对模拟电路进行较多的改动；可以有效提高ADC的性能。

但是专利CN109347477A中公开的方法仍有不足，主要原因在于数字的设计较为复杂，该算法必须采用一次减法运算，存在以下三个问题：(1)减法消耗了额外的存储空间和计算单元；(2)如果失配和噪声较大，单次计算过程中获得的冗余空间较小；(3)如果噪声较小，平均值较为归一的条件下，该算法将引入了两次量化统计误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种非二进制逐次逼近型模数转换器的权重校准方法，对采样和转换过程进行了时序控制逻辑上的优化，从而简化了校准算法的数字逻辑，只有累加平均过程，同时本发明方法具有更快的运算结果，且在噪声较小时，只引入了一次量化误差。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种非二进制逐次逼近型模数转换器的权重校准方法，所述非二进制逐次逼近型模数转换器包括电容阵列和虚拟电容C₀，其中，所述电容阵列包括n个电容，且n个电容值从大到小依次为C_n、C_n-1、C_n-2、C_n-3……C₁，且C₁等于C₀；