[发明专利]一阶无存储器动态元件匹配技术

说明书

本公开的实施例涉及一阶无存储器动态元件匹配技术。一种量化器根据模拟电压信号生成温度计编码信号。通过控制开关控制信号所控制的交叉开关的操作来生成输出DWA信号，实现温度计编码信号的数据加权平均(DWA)。锁存输出DWA信号以生成经锁存输出DWA信号，该经锁存输出DWA信号与温度计编码的输入信号的位一起在反馈环路中进行处理，以生成开关控制信号。在数模转换器的输入寄存器中执行锁存输出DWA信号，该数模转换器操作以将经锁存输出DWA信号转换为反馈模拟电压，根据该反馈模拟电压生成模拟电压信号。基于对经锁存DWA信号的结束逻辑转换的检测，开关控制信号指定输出DWA信号周期的开始逻辑转换的位位置。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年10月10日提交的美国临时专利申请第62/913,252号的优先权，该申请公开的内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及数据转换处理领域，具体涉及一阶动态元件匹配(DEM)技术和用于实现该技术的DEM架构。DEM架构可以用于连续时间sigma-delta调制器，诸如用作模数转换器。

背景技术

高速数据转换器通常采用数据加权平均(DWA)算法作为实现一阶动态元件匹配(DEM)的解决方案。图1图示了不用DWA的数据转换器102和不用DWA的数据转换器104的操作的比较。数据字110由转换器电路接收和处理，以选择性地致动数模转换器(DAC)的一元输出元件(OE)124、134。在该示例中，每个DAC包括七个一元输出元件。

对于数据转换器102，数据字110由温度计解码器120解码以生成温度计控制信号122，该温度计控制信号的数据位选择性地致动一元输出元件124。如果数据字具有的值为3(二进制格式0,1,1)，温度计解码器120对该字进行解码以生成值为1,1,1,0,0,0,0的7位温度计控制信号122，该7位温度计控制信号122使得从左侧起的前三个一元输出元件124被致动。阴影框指示被激活的输出元件，而无阴影框指示被禁用的输出元件。如果下一数据字具有的值为1(二进制格式0,0,1)，则温度计解码器120对该字进行解码，以生成值为1,0,0,0,0,0,0的七位温度计控制信号122，该七位温度计控制信号122使得从左侧起的第一一元输出元件124被致动。还示出了值为5和4的下一数据字的操作。

应当指出，响应于数据字输入110，该数据转换器102不成比例地致动DAC的多个一元输出元件124。换句话说，与在DAC右侧上的一元输出元件相比，通过控制信号122对在DAC左侧上的一元输出元件进行更频繁的致动。当DAC的所有一元输出元件124都相同(即，匹配)时，在理想场景下，这不是问题。然而，在实际设计中，失配存在，并且随着输出信号的噪声基底的增加而出现在输出处。这会对DAC的性能产生负面影响，并且导致信噪比降低。