[发明专利]电容校准方法和电子设备

说明书

本申请涉及一种电容校准方法和电子设备。所述两级模数转换器包括第一级模数转换器和第二级模数转换器，所述第一级模数转换器包括电容阵列，所述电容阵列包括至少两级电容，其中，将所述电容阵列中除第一级电容之外的任意一个电容作为待量化的目标电容；所述方法包括：控制所述目标电容和所述目标电容前一级的每个电容进行极板连接转换，得到所述目标电容产生的失配电压；将所述目标电容产生的失配电压输入所述第二级模数转换器，得到所述目标电容的失配量化值；根据所述失配量化值和预先建立的校准关系对所述目标电容进行校准处理，得到所述目标电容的实际电容值。采用本方法能够避免电容失配问题影响两级模数转换器的输出性能。

技术领域

本申请涉及电容校准技术领域，特别是涉及一种电容校准方法和电子设备。

背景技术

模数转换器(Analog-to-digital Converter，ADC)是模拟信号和数字信号之间的桥梁，是各类电子设备中不可缺少的元件。常见的模数转换器类型有Delta-sigma ADC、逐次逼近型ADC、闪烁型ADC等。其中，由于逐次逼近型模数转换器具有结构简单、功耗低、面积小等特点，常用于可穿戴电子设备和生物医疗领域中。

目前，逐次逼近型模数转换器通常采用基于电荷再分布电容阵列的方案。但是，这种方案中电容受到工艺偏差和版图布局布线的影响，容易导致实际电容值与理想电容值出现失配的问题，而电容失配的问题会严重影响模数转换器的输出性能。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够避免电容失配问题影响模数转换器的输出性能的电容校准方法和电子设备。

一种电容校准方法，应用于两级模数转换器，两级模数转换器包括第一级模数转换器和第二级模数转换器，第一级模数转换器包括电容阵列，所述电容阵列包括至少两级电容，其中，将所述电容阵列中除第一级电容之外的任意一个电容作为待量化的目标电容；所述方法包括：

控制目标电容和目标电容前一级的每个电容进行极板连接转换，得到目标电容产生的失配电压；

将目标电容产生的失配电压输入第二级模数转换器，得到目标电容的失配量化值；

根据失配量化值和预先建立的校准关系对目标电容进行校准处理，得到目标电容的实际电容值。

在其中一个实施例中，在根据失配量化值和预先建立的校准关系对目标电容进行校准处理之前，该方法还包括：

对失配电压进行放大，得到放大后的失配电压；

将放大后的失配电压输入第二级模数转换器，得到目标电容的失配量化值。

在其中一个实施例中，上述控制目标电容和目标电容前一级的每个电容进行极板连接转换，得到目标电容产生的失配电压，包括：

在初始化时，控制第一级模数转换器中每个电容的两个极板均与共模电压端连接；和/或，

在校准目标电容时，控制目标电容的第一极板与第一参考电压端连接，目标电容的第二极板与失配电压放大器件连接，控制目标电容前一级的每个电容的第一极板均与第二参考电压端连接，目标电容前一级的每个电容的第二极板均与失配电压放大器件连接，得到目标电容产生的失配电压；

其中，第一参考电压端与第二参考电压端的电压极性相反。

在其中一个实施例中，上述在初始化时，控制第一级模数转换器中每个电容的两个极板均与共模电压端连接，包括：

输入初始化信号，得到第一切换控制信号、第一开关控制信号和第二开关控制信号；

其中，第一切换控制信号用于控制切换操作，以将第一级模数转换器中每个电容的第一极板均与共模电压端连接；第一开关控制信号用于控制共模导通；第二开关控制信号用于控制放大关断。