[发明专利]一种流水线型模数转换器及其输出校正方法

说明书

本发明提供一种流水线型模数转换器及其输出校正方法，所述流水线型模数转换器通过控制模块、等效增益误差提取模块、误差存储模块以及编码重建模块在传统流水线型模数转换器的基础上引入误差校正机制，对流水线转换模块中运算放大器引起的增益误差和建立误差进行补偿校正，提高了模数转换精度，同时放宽了对运算放大器增益和带宽的要求，能有效降低模数转换器的功耗与模拟电路的设计复杂程度；其中，所述流水线型模数转换器采用曲线拟合方式得到理想输出序列再计算误差，可以平滑掉噪声的影响，对噪声容忍度较高；同时，对等效增益误差的提取和校正全都是采用的数字方法，等效增益误差的提取精度和校正精度高，进一步提高了模数转换的精度。

技术领域

本发明涉及模数转换技术领域，特别是涉及一种流水线型模数转换器及其输出校正方法。

背景技术

模数转换器是通过一定的电路将模拟量转变为数字量的电子元件，现代整机系统对模数转换器的要求越来越高，包括高速度、高精度、低功耗等。传统的模数转换器，实现高速、高精度的同时，通常会导致较高的功耗。

有鉴于此，亟需一种新的技术手段，实现高速、高精度、低功耗的模数转换器。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种新的流水线型模数转换器技术方案，以同时实现高速、高精度与低功耗。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种流水线型模数转换器，包括：流水线转换模块、控制模块、等效增益误差提取模块、误差存储模块以及编码重建模块；

所述流水线转换模块包括若干流水线转换级，最后一级所述流水线转换级包括闪烁型模数转换器，其余的每级所述流水线转换级均包括闪烁型模数转换器和乘法数模转换器；

在测试模式下，所述控制模块对所述流水线转换模块中的若干流水线转换级进行选择配置，得到模数转换后的测试输出序列，所述等效增益误差提取模块根据所述测试输出序列拟合得到理想参考信号，再根据所述测试输出序列和所述理想参考信号的差，从后往前逐级计算等效增益误差，并把计算得到的各级等效增益误差存储在所述误差存储模块中；

在正常工作模式下，所述编码重建模块根据所述流水线转换模块的实际输出序列以及所述误差存储模块中存储的所述各级等效增益误差，计算得到校正后的输出。

可选地，所述闪烁型模数转换器包括多个并行设置的比较器，通过多个所述比较器对输入模拟信号进行量化与模数转换，得到对应的输出码；所述乘法数模转换器先对所述输出码进行数模转换，得到对应的转化模拟信号，再将所述输入模拟信号与所述转化模拟信号相减，得到二者的差，并将二者的差放大得到残差，作为下一级所述流水线转换级的输入模拟信号。

可选地，所述乘法数模转换器包括运算放大器，在所述流水线转换模块中，至少一个所述运算放大器的增益或带宽比较低，以降低所述流水线型模数转换器的功耗。

可选地，在测试模式下，所述控制模块对所述流水线转换模块中的若干个流水线转换级进行选择配置时，应先确定需要校正等效增益误差的所述流水线转换级的级数，其中，所述等效增益误差包括增益误差和建立误差，再对应设置每级所述流水线转换级中所述比较器在测试状态下的阈值。

可选地，当需要测试第i级所述流水线转换级的等效增益误差时，第1、2、…、i-1级所述流水线转换级中所述比较器的阈值的绝对值大于等于Fs/(2G)，其中，Fs为所述输入模拟信号的满幅度范围，G为所述流水线转换级的级间增益。

此外，为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种流水线型模数转换器的输出校正方法，包括步骤：

确定流水线型模数转换器中需校正等效增益误差的流水线转换级的级数，所述等效增益误差包括增益误差和建立误差，并设置每级所述流水线转换级的比较器区间；

对所述流水线型模数转换器输入测试模拟信号，得到测试输出序列；