[发明专利]一种基于相关的SAR ADC电容失配误差的后台校准方法

权利要求书

1.一种基于相关的SAR ADC电容失配误差的后台校准方法，其特征在于，所述SAR ADC为包括一个5bit的粗coarse SAR ADC、一个跳过控制逻辑和一个10bit的细fine SAR ADC的10bit子区间subranging SAR ADC，其中fine SAR ADC中的DAC分为5bit的MSB段和7bit的LSB段，LSB段中加入了2bit的冗余去容忍coarse SAR ADC和fine SAR ADC之间的增益误差和比较器失调电压；

在采样相位，输入信号V_in同时被coarse SAR ADC和fine SAR ADC采样；然后，coarseSAR ADC进行MSB 5bit数字码D_M的量化；再后，跳过控制逻辑根据D_M和伪随机信号PN产生5bit数字码D_S，数字码D_S用来切换fine SAR ADC的MSB 5bit的电容，从而跳过不必要的开关切换；最后，fine SAR ADC继续完成剩余LSB 7bit的转换，得到7bit数字码D_L6～12；

跳过控制逻辑执行如下检测跳过算法：如果第i bit数字码D_Mi和第i+1bit数字码D_M(i+1)不同，那么fine SAR ADC的第i次开关切换会被跳过，1≤i≤4；如果第j bit数字码D_Mj和第(j+2)bit数字码D_M(j+2)不同，1≤j≤3，那么fine SAR ADC的第(j+1)次开关切换将会被跳过；

当fine SAR ADC的某次开关切换被跳过时，电容失配误差权重会同时注入到余量电压中；

通过将7bit数字码D_L6～12和PN信号进行相乘，累加取平均后，与PN相关的电容失配误差被提取出来。

2.如权利要求1所述的一种基于相关的SAR ADC电容失配误差的后台校准方法，其特征在于，若fine SAR ADC中5bit MSB DAC具有失配误差，6bit LSB DAC是理想的，当跳过控制逻辑控制fine SAR ADC跳过不必要的开关切换时，电容失配误差权重会同时注入到余量电压中：当5bit数字码D_M全为1或者0时，检测LSB段的第一位数字码D_L6，如果D_L6和D_M相反则将MSB段的最低位和LSB段的最高位电容切换操作进行交换，从而将MSB段的最低位电容失配误差注入到余量电压中。

3.如权利要求2所述的一种基于相关的SAR ADC电容失配误差的后台校准方法，其特征在于，将LSB DAC分为两个大小相等的电容阵列，在两个相邻的周期，LSB数字码交替地交换参考电压，最终使得LSB段的电容失配误差得以平均并减小。

4.如权利要求1所述的一种基于相关的SAR ADC电容失配误差的后台校准方法，其特征在于，fine SAR ADC采用下极板采样和基于共模的开关算法。