[发明专利]一种高精度自校准模数转换电路及方法

说明书

一种高精度自校准模数转换电路及方法，涉及高精度模数转换领域；本发明电路包括参考电压模块，选择器，自校准比较器阵列，编码器，时序控制电路；本发明进行模数转换前先进行比较器阵列自校准过程。本发明通过比较器阵列自校准过程，消除由于工艺变化，失调等带来的比较器精度下降问题，降低了比较器设计难度，同时提高了模数转换的精度。

技术领域

本发明涉及模数转换电路，适用于精度高且对制造工艺偏差不敏感的模数转换电路。

背景技术

在模数转换电路中，由于受到失调，工艺偏差等影响，模拟信号转换成数字信号时存在偏差或转换精度难以提高，因此高精度模数转换电路对比较器精度要求较高，且需要额外电路调整失调，降低工艺匹配影响，提高了模数转换设计难度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种高精度模数转换电路，通过模数转换前，先进行比较器自校准过程，消除失调，制造工艺偏差等带来的影响，降低了比较器设计难度，提高了模数转换精度。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：一种高精度自校准模数转换电路，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。

该高精度自校准模数转换电路的技术方案具体阐述如下：包括参考电压模块，选择器模块，自校准比较器阵列，编码器模块，时序控制模块；

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，每组包含k+1个连续参考电压，分别与自校准比较器阵列中的对应自校准比较器相连。参考电压模块接收时序控制模块SEL1_0到SEL1_n的选择信号，选择指定参考电压通过端口REF_VO接选择器模块输入端；

选择器模块：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，选择器输出接自校准比较器阵列所有比较器的正端VP端；