[发明专利]开关电容器模数转换器及其操作方法

说明书

公开了一种开关电容器模数转换器(ADC)和操作开关电容器ADC的方法。该开关电容器ADC包括：主数模转换器(DAC)电路；比较器，其耦接至主DAC电路，并且被配置成确定到比较器的输入是否超过预定阈值；以及耦接至主DAC电路的补充DAC电路，其中，开关电容器ADC被配置成以第一模式或第二模式中至少之一工作，其中，在用于测量开关电容器ADC的偏移的第一模式下，补充DAC电路被配置成将主DAC电路的输出端处的电压移位具有第一极性的第一值，并且其中，在用于测量开关电容器ADC的满量程增益误差的第二模式下，补充DAC电路被配置成将主DAC电路的输出端处的电压移位具有与第一极性相反的第二极性的第二值。

技术领域

本发明总体上涉及模数转换器(ADC)，并且在特定的实施方式中，涉及具有内置的补充数模转换器(DAC)的ADC，该补充模数转换器将直流(DC)转换曲线进行移位以促进对ADC的偏移(offset)和增益误差(例如，满量程增益误差)的测量。

背景技术

模数转换器(ADC)广泛用于电子系统中，以将诸如电压或电流之类的模拟信号转换成数字信号，以在数字系统中进行处理。可以使用各种类型的ADC，例如直接转换ADC、逐次逼近型ADC(SARADC)、sigma-delta ADC等。

在制造之后，对ADC进行测试以验证其功能并验证ADC参数是否在目标规格之内。通常使用自动测试设备(ATE)对ADC器件进行测试，以减少测试时间。对于低成本ADC器件，测试时间是确定器件制造成本的主要因素。为了测试高精度ADC，当前的ADC测试过程通常需要高精度测试设备和较长的测试/计算时间。

发明内容

根据本发明的实施方式，一种开关电容器模数转换器(ADC)包括：主数模转换器(DAC)电路，其具有输出；比较器，其具有耦接至主DAC电路的输出的输入，该比较器被配置为确定到比较器的输入是否超过预定阈值；以及耦接至主DAC电路的补充DAC电路，其中，开关电容器ADC被配置为以第一模式或第二模式中的至少之一工作，其中，在用于以零电压输入来测量开关电容器ADC的偏移的第一模式下，补充DAC电路被配置为将主DAC电路的输出处的电压移位具有第一极性的第一值，并且其中，在用于以满量程输入电压来测量开关电容器ADC的满量程增益误差的第二模式下，补充DAC电路被配置为将主DAC电路的输出处的电压移位具有与第一极性相反的第二极性的第二值。

根据本发明的实施方式，一种开关电容器模数转换器(ADC)包括：主数模转换器(DAC)电路，其具有输出；比较器，其耦接至主DAC电路的输出；以及补充DAC电路。所述补充DAC电路包括：至少一个补充电容器，其中，所述至少一个补充电容器的第一端子耦接至所述主DAC电路的输出；第一开关，其耦接在所述至少一个补充电容器的第二端子与开关电容器ADC的第一参考电压端子之间；以及第二开关，其耦接在所述至少一个补充电容器的第二端子与开关电容器ADC的第二参考电压端子之间。

根据本发明的实施方式，一种操作开关电容器模数转换器(ADC)的方法包括以下中至少之一：在以零输入电压来测量开关电容器ADC的偏移期间，将开关电容器ADC的DC转换曲线沿第一方向移位预定值；以及在以满量程电压输入来测量开关电容器ADC的满量程增益误差期间，将开关电容器ADC的DC转换曲线沿与第一方向相反的第二方向移位预定值。

附图说明

为了更全面地理解本发明及其优点，现在参考以下结合附图进行的描述，其中：

图1示出了实施方式中的三个DC转换曲线；

图2A是实施方式中的ADC的框图；

图2B是实施方式中的图2A中的ADC的详细框图；

图3A和图3B分别示出了实施方式中的图2B的ADC的正常工作模式的采样阶段和转换阶段；

图4A和图4B分别示出了实施方式中的图2B的ADC的修改的过零模式的采样阶段和转换阶段；