[发明专利]校准来自一组模数转换器的ADC输出代码的校准电路和方法

说明书

本发明题为“校准来自一组模数转换的ADC输出代码的校准电路和方法”。本发明涉及校准电路以及用于校准来自一组模数转换器的ADC输出代码的方法，该校准电路被配置为连接至一组模数转换器(ADC)并从每个ADC接收ADC输出代码，其中ADC输出代码具有误差。本发明技术的各种实施方案可提供用于连续逼近寄存器模数转换器(SAR ADC)的方法和设备。该设备可提供被配置为校正系统失配的第一数字校准电路和被配置为校正随机失配的第二数字校准电路。第一数字校准电路和第二数字校准电路共同解决SAR ADC输出中的缺失代码。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年4月3日提交的印度临时专利申请号201911013432的权益，其内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及校准电路以及用于校准来自一组模数转换器的ADC输出代码的方法，该校准电路被配置为连接至一组模数转换器(ADC)并从每个ADC接收ADC输出代码，其中ADC输出代码具有误差。

背景技术

在SAR ADC(连续逼近寄存器模数转换器)中，电容器的系统失配和随机失配导致积分非线性(INL)和差分非线性(DNL)(缺失代码)。通常，SAR ADC公式可由以下表示：

其中C_i为切换位b_i的电容，并且C_T为总电容。换句话讲，(假设理想情况下，其中C_i＝2*C_i-1，C₀为单位电容)。在具有的SAR ADC的情况下，其中C_i＝2*C_i-1-ΔC_i，SAR ADC具有负DNL并且具有由图9表示的ADC输出曲线。这种非线性对信噪比(SNR)产生负面影响，这可能在成像系统中使用时导致图像伪影。因此，可能期望解决缺失代码以减少非线性并改善SNR。

发明内容

本发明涉及校准电路，该校准电路被配置为连接至一组模数转换器(ADC)并从每个ADC接收ADC输出代码，其中ADC输出代码具有误差，以及用于校准来自一组模数转换器的ADC输出代码的方法。

本发明技术的各种实施方案可提供用于连续逼近寄存器模数转换器(SAR ADC)的方法和设备。该设备可提供被配置为校正系统失配的第一数字校准电路和被配置为校正随机失配的第二数字校准电路。第一数字校准电路和第二数字校准电路共同解决SAR ADC输出中的缺失代码。

通过本发明解决的技术问题是，常规系统使用亚基数SAR ADC来解决缺失代码，这需要针对每个ADC的校准存储器，因此增加了系统的功率消耗并增加了所需的芯片面积。

根据一个方面，校准电路被配置为连接至一组模数转换器(ADC)并从每个ADC接收ADC输出代码，其中所述ADC输出代码具有误差，包括：第一校准子电路，所述第一校准子电路被配置为对每个ADC输出代码执行第一校准，包括：使用基于权重的方法来补偿系统失配，其中所述系统失配包括在每个ADC输出之间共享的第一误差类型；以及第二校准子电路，所述第二校准子电路连接至所述第一校准电路并且被配置为对每个ADC输出代码执行第二校准，包括：通过围绕切换点随机化所述ADC输出代码来补偿随机失配，其中所述随机失配包括在不同ADC输出代码之间发生的第二误差类型；其中所述校准电路根据所述第一校准和所述第二校准生成校正的ADC输出代码。

在上述校准电路的一个实施方案中，所述基于权重的方法包括计算多个权重，通过对所计算的多个权重求和来计算总权重，以及从所述ADC输出代码中减去所计算的总权重。

在上述校准电路的一个实施方案中，围绕切换点对ADC输出代码进行随机化包括：将总ADC代码长度与预定的第一值以及预定的第二值进行比较；计算所述总ADC代码长度和所述预定的第一值之间的差值；以及将随机数添加至所述总ADC代码长度，其中所述随机数在零至所述计算的差值的范围内。