[发明专利]半导体装置、模数转换器和模数转换方法

权利要求书

1.一种半导体装置，包括：

端口，模拟输入信号被输入到所述端口；以及

逐次逼近模数转换器，被配置为：执行对输入到所述端口的所述模拟输入信号进行采样的过程和逐次逼近过程，执行模数转换过程，并且输出数字输出信号，

其中所述模数转换器包括：

上部DAC，被配置为执行与所述数字输出信号的高位相对应的数模转换；

冗余DAC，被配置为执行与添加到所述上部DAC的位的冗余位相对应的数模转换；

下部DAC，被配置为执行与所述数字输出信号的低位相对应的数模转换；

比较器，被配置为将比较参考电压与所述上部DAC、所述冗余DAC和所述下部DAC的输出电压进行比较；

控制电路，被配置为：基于所述比较器的比较结果控制由所述上部DAC、所述冗余DAC和所述下部DAC进行的逐次逼近，并且生成所述数字输出信号；以及

校正电路，被配置为校正所述数字输出信号，

其中所述校正电路包括：

误差校正电路，被配置为利用所述冗余位校正所述高位的误差；以及

平均电路，被配置为计算多次供应的多个所述低位的转换值的平均值。

2.根据权利要求1所述的半导体装置，

其中所述控制电路被配置为：

通过由所述上部DAC进行的逐次逼近将预定模拟输入信号转换为数字输出信号，并且将转换值存储在上部逐次逼近寄存器中；

通过由所述冗余DAC进行的逐次逼近将所述预定模拟输入信号转换为数字输出信号，并且将转换值存储在冗余逐次逼近寄存器中；

多次从所述冗余逐次逼近寄存器向所述误差校正电路供应转换值；

通过由所述下部DAC进行的逐次逼近将所述预定模拟输入信号转换为数字输出信号，并且将转换值存储在下部逐次逼近寄存器中；以及

多次从所述下部逐次逼近寄存器向所述平均电路供应转换值。

3.根据权利要求2所述的半导体装置，

其中所述误差校正电路被配置为：基于从所述冗余逐次逼近寄存器供应的多个转换值的出现次数，校正存储在所述上部逐次逼近寄存器中的所述数字输出信号的最低有效位。

4.根据权利要求3所述的半导体装置，

其中所述控制电路被配置为：基于校正后的所述最低有效位、通过由所述下部DAC进行的逐次逼近来执行到数字输出信号的转换。

5.根据权利要求1所述的半导体装置，还包括：

中央处理单元；以及

存储器，所述中央处理单元执行的程序被存储在所述存储器中。

6.一种逐次逼近模数转换器，被配置为：执行对模拟输入信号进行采样的过程和逐次逼近过程，执行模数转换过程，并且输出数字输出信号，

其中所述模数转换器包括：

上部DAC，被配置为执行与所述数字输出信号的高位相对应的数模转换；

冗余DAC，被配置为执行与添加到所述上部DAC的位的冗余位相对应的数模转换；

下部DAC，被配置为执行与所述数字输出信号的低位相对应的数模转换；

比较器，被配置为将比较参考电压与所述上部DAC、所述冗余DAC和所述下部DAC的输出电压进行比较；

控制电路，被配置为：基于所述比较器的比较结果控制由所述上部DAC、所述冗余DAC和所述下部DAC进行的逐次逼近，并且生成所述数字输出信号；以及

校正电路，被配置为校正所述数字输出信号，

其中所述校正电路包括：

误差校正电路，被配置为利用所述冗余位校正所述高位的误差；以及

平均电路，被配置为计算多次供应的多个所述低位的转换值的平均值。

7.一种模数转换器的模数转换方法，所述模数转换器包括：

上部DAC，被配置为执行与数字输出信号的高位相对应的数模转换；

冗余DAC，被配置为执行与添加到所述上部DAC的位的冗余位相对应的数模转换；以及

下部DAC，被配置为执行与所述数字输出信号的低位相对应的数模转换，所述方法包括：

主逐次逼近步骤，其中模拟输入信号通过由所述上部DAC进行的逐次逼近被转换为数字输出信号；

冗余逐次逼近步骤，其中所述模拟输入信号通过由所述冗余DAC进行的逐次逼近被转换为数字输出信号；

误差校正步骤，其中所述主逐次逼近步骤中的误差基于在多次执行的所述冗余逐次逼近步骤中所获取的结果被校正；

辅逐次逼近步骤，其中所述模拟输入信号通过由所述下部DAC进行的逐次逼近被转换为数字输出信号；以及

平均步骤，其中在多次执行的所述辅逐次逼近步骤中所获取的结果被平均。