[发明专利]基于电容失配校准电路的逐次逼近模数转换器

权利要求书

1.一种基于电容失配校准电路的逐次逼近模数转换器，其特征在于，所述模数转换器包括：

比较器，包括第一输入端、第二输入端及输出端，第一输入端和第二输入端之间设有底极板开关S_{w_bottom}；

采样保持单元，包括与比较器第一输入端相连的第一电容及与第一电容相连的第一开关阵列、和与比较器第一输入端相连的第二电容及与第二电容相连的第二开关阵列；

电容失配校准电路，其包括低位电容校准阵列及与低位电容校准阵列相连的低位开关阵列、高位电容校准阵列及与高位校准电容阵列相连的高位开关阵列、和桥接电容，高位电容校准阵列与比较器的第一输入端相连，桥接电容电性连接于低位电容校准阵列和高位电容校准阵列之间，桥接电容的容值为α*C_{c_cal}，α＞1，α为冗余系数，C_{c_cal}为理想桥接电容的容值；

控制逻辑单元，用于输出控制第一开关阵列的第一控制逻辑，及输出控制低位开关阵列和高位开关阵列的第二控制逻辑，以对低位电容校准阵列和高位电容校准阵列进行校准。

2.根据权利要求1所述的基于电容失配校准电路的逐次逼近模数转换器，其特征在于，所述第一开关阵列用于控制第一电容与输入电压信号V_IN、或基准电压高电平V_REFP、或基准电压低电平V_REFN相连，所述第二开关阵列用于控制第二电容与输入电压信号V_IN、或基准电压高电平V_REFP、或基准电压低电平V_REFN相连。

3.根据权利要求1所述的基于电容失配校准电路的逐次逼近模数转换器，其特征在于，所述低位校准电容阵列包括若干第三电容，所述高位校准电容阵列包括若干第四电容；

所述第三电容的第一极板分别与桥接电容的第一极板相连，第二极板分别与低位开关阵列相连，所述第四电容的第一极板分别与桥接电容的第二极板及比较器的第一输入端相连，第二极板分别与高位开关阵列相连；

低位开关阵列用于控制第三电容与基准电压高电平V_REFP、或基准电压低电平V_REFN相连，高位开关阵列用于控制第四电容与基准电压高电平V_REFP、或基准电压低电平V_REFN相连。

4.根据权利要求3所述的基于电容失配校准电路的逐次逼近模数转换器，其特征在于，所述低位校准电容阵列和高位校准电容阵列均为二进制电容阵列。

5.根据权利要求4所述的基于电容失配校准电路的逐次逼近模数转换器，其特征在于，所述低位校准电容阵列中第三电容的容值为2^L-1C_{u_cal}，高位校准电容阵列中第四电容的容值为2^M-1C_{u_cal}，L和M分别为第三电容与第四电容的个数。

6.根据权利要求5所述的基于电容失配校准电路的逐次逼近模数转换器，其特征在于，所述桥接电容的容值为其中C_{total_Lside}为所有第三电容的等效权重。

7.根据权利要求1所述的基于电容失配校准电路的逐次逼近模数转换器，其特征在于，所述逐次逼近模数转换器包括：

采样相位，底极板开关S_{w_bottom}闭合，第一开关阵列控制第一电容与基准电压高电平V_REFP相连，第二开关阵列控制第二电容与基准电压低电平V_REFN相连，第二控制逻辑为低位开关阵列和高位开关阵列的第一预设配置；

转换相位，底极板开关S_{w_bottom}断开，第一开关阵列控制第一电容与基准电压低电平V_REFN相连，第二开关阵列控制第二电容与基准电压高电平V_REFP相连，于转换相位下，控制逻辑单元输出第二控制逻辑控制低位开关阵列和高位开关阵列，基于逐次逼近控制算法使比较器的输出电压V_X趋近于0，得到校准配置。