[发明专利]一种数模转换器电容阵列容值权重校准方法

说明书

本发明公开了一种数模转换器电容阵列容值权重校准方法，包括以下步骤：在DAC电容阵列中选择目标电容；将目标电容的下极板接地，将目标电容的权重位电容下极板接至参考电压，同时将所有电容的上极板电压置为激励电压源；计算DAC电容阵列中存储的第一总电荷量；将激励电压源和DAC输出切断，将目标电容的下极板接至参考电压，将目标电容的权重位电容下极板接地；计算DAC电容阵列中存储的第二总电荷量和高段公共顶板电平；计算目标电容的误差电压；将误差电压进行量化，得到目标电容的误差码。本发明在提高DAC精度的同时没有引入过多功耗与电路面积，具有较好的实用价值。

技术领域

本发明涉及IC设计领域，尤其是一种数模转换器电容阵列容值权重校准方法。

背景技术

随着消费级电子设备和医学传感设备等先进制造设备的迭代与进步，对于先进制造设备所用IC芯片的要求也是水涨船高。DAC(Digital-to-Analog Converter，数模转换器)是一种常用的将数字信号转换为模拟信号的电路元器件。近年来随着系统级芯片(SoC)解决方案越来越受欢迎，DAC体积也逐渐缩减，成为芯片级的设计。在DAC芯片的生产过程中，通常会由于工艺上的误差或是寄生效应而产生一定的容值失配情况，现有技术中尚缺乏芯片级DAC容值失配情况的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种数模转换器电容阵列容值权重校准方法。

本发明提供了一种数模转换器电容阵列容值权重校准方法，包括以下步骤：

在DAC电容阵列中选择目标电容；将目标电容的下极板接地，将目标电容的权重位电容下极板接至参考电压，同时将所有电容的上极板电压置为激励电压源；

计算DAC电容阵列中存储的第一总电荷量；

将激励电压源和DAC输出切断，将目标电容的下极板接至参考电压，将目标电容的权重位电容下极板接地；

计算DAC电容阵列中存储的第二总电荷量和高段公共顶板电平；

计算目标电容的误差电压；

将误差电压进行量化，得到目标电容的误差码。

进一步地，所述计算DAC电容阵列中存储的第一总电荷量，包括以下步骤：

通过以下公式计算目标电容所存储的电荷量：

式中，是目标电容所存储的电荷量，V_CM是激励电压源，C₁是目标电容的电容值；

同时计算权重位电容上所存储的电荷量：

式中，是目标电容所存储的电荷量，V_ref是参考电压，V_CM是激励电压源，C_other是权重位电容的电容值；

取V_ref＝2V_CM，C₁＝C_other，则有进而得到以下公式：

Q_total,1＝V_CM·C₁+(V_CM-V_ref)·C_other＝V_CM·C_total-V_ref·C_other

Q_total,1即为DAC电容阵列中存储的第一总电荷量。

进一步地，所述计算DAC电容阵列中存储的第二总电荷量和高段公共顶板电平，包括以下步骤：