[发明专利]一种高精度自校准模数转换电路及方法

权利要求书

1.一种高精度自校准模数转换电路，其特征在于：包括参考电压模块，选择器，自校准比较器阵列，编码器，时序控制电路；

自校准比较器阵列：由n+1个自校准比较器组成，分别表示自校准比较器阵列的不同高低位，所有自校准比较器正端VP端接一起，接选择器的输出；负端根据自校准比较器在自校准比较器阵列的权重不同，连接不同的参考电压组，参考电压组内的电压选择由时序控制电路输出的选择信号SEL1_0到SEL1_n控制；每个自校准比较器的输出连接编码器；

参考电压模块：参考电压模块产生与电源电压，温度无关的m+1个参考电压REF0到REFm；参考电压根据比较器的位数划分n+1组，一组参考电压与一个自校准比较器相连；每组参考电压包含k+1个连续参考电压；参考电压模块接收时序控制电路SEL1_0到SEL1_n的选择信号，选择指定参考电压作为输出电压接选择器的输入端；

选择器：接收外界输入电压，接收参考电压模块的输出电压；电路工作在自校准过程，选择参考电压模块的输出电压，电路工作在模数转换过程，选择外界输入电压，选择器输出接每个自校准比较器的正端VP端；

编码器：接收自校准比较器阵列的输出，对自校准比较器阵列输出1的个数进行计数，并将计数结果送往时序控制电路；

时序控制电路：输出选择信号SEL1_0到SEL1_n接参考电压模块，用于在自校准比较器自校准过程依次从低到高选择指定电压输出到选择器；同时选择信号SEL1_0到SEL1_n还接自校准比较器阵列，用于在自校准过程依次从低到高选择自校准比较器；输出选择信号SEL2_0到SEL2_k接自校准比较器阵列，用于在自校准比较器自校准过程从k+1个参考电压中选取一个电压送往自校准比较器的负端，自校准比较器自校准完成后，指定参考电压锁存到自校准比较器的负端。

2.根据权利要求1所述的一种高精度自校准模数转换电路，其特征在于：参考电压模块由带隙基准电源产生两个与电源电压,温度无关的基准电压VPLUS、MIUNUS,两个带隙基准电源之间串联m+2个相同阻值的电阻，将电压均匀分成m+1等分，其中REF0为最低输出参考电压，REFm为最高输出参考电压，相邻相参考电压间隔(VPLUS-MIUNUS)/m+2；从m+1个参考电压中等间隔输出n+1个电压接传输门T_0，…，T_n；传输门由选择信号SEL1_0到SEL1_n控制，选择信号为1时传输门打开，相应电压作为输出电压传到端口REF_VO输出。

3.根据权利要求1所述的一种高精度自校准模数转换电路，其特征在于：自校准比较器0表示自校准比较器阵列的最低位，负端电压选择REF0到REFk,共k+1个参考电压,自校准比较器1为次低位，负端电压选择从REF2到REF2+k，依此类推，对于自校准比较器i，负端电压选择从REF(2*i)到REF(2*i+k)，自校准比较器n的负端电压选择REF(2*n)到REF(2*n+k)，且2*n+k＝m。

4.根据权利要求3所述的一种高精度自校准模数转换电路，其特征在于：自校准比较器i(i＝0，1，…，n)包括一个比较器i，k+1个N管，k+1个P管，2k+2个反相器；每两个反相器以互推结构组成锁存器，共k+1个锁存器，锁存器的输出接P管的控制端，k+1个P管的输入端依次接组内参考电压REF(2*i)，REF(2*i+1)…，REF(2*i+k)；k+1个P管的输出端统一接到比较器i的负端；锁存器的输入接N管的输出，共有k+1个N管，分别依次记为N0_0,N0_1,…,N0_k；k+1个N管的输入依次接组内电压选择信号即对应的输出选择信号(SEL2_0，SEL2_1，…，SEL2_k),k+1个N管的控制端统一接比较器选择信号SEL1_i。