[发明专利]一种提高逐次逼近模数转换器DNL/INL的电容交换方法

摘要

该发明公开了一种提高逐次逼近模数转换器的DNL/INL的电容交换方法，涉及微电子学与固体电子学领域，特别高性能的模数转换器领域。不需要引入额外的ADC，不需要引入任何校正算法，也不需要拆分任何电容，只需要在两次转换之间交换次高位电容和其后面所有电容，即可抵消由判断次高位引起的DNL/INL误差，因此，与传统依赖辅助模数转换器、校正算法或者拆分电容来提高DNL/INL的校正方法相比，具有结构更简单、占用芯片面积更小、更容易在片上实现的效果。

主权项

一种提高逐次逼近模数转换器的DNL/INL的电容交换方法，包括：步骤1：通过两组电容对输入电压进行采样，包括比较器的正端输入电压和负端输入电压，每一端电容组包含四位电容：最高位电容、次高位电容、第三位电容、第四位电容；所有电容下极板采样输入电压，上极板接共模电平，所有电容对输入电压采样之后，所有电容上极板断开与共模电平的连接，下极板接共模电平，判断输入电压是否大于等于0，判断出ADC输出码字的最高位；步骤2：若ADC输出码字的最高位为1，则在步骤1的基础上将最高位电容悬空，将比较器正端次高位电容下级板连接正参考电压VREFP，负端次高位电容下级板连接负参考电压VREFN，比较器比较输入电压是否大于等于0.5倍基准电压，若ADC输出码字的最高位为0，将最高位电容悬空，在步骤1的基础上将比较器正端次高位电容下级板连接负参考电压VREFN，负端次高位电容下级板连接正参考电压VREFP，判断输入电压是否大于等于‑0.5倍基准电压，判断出ADC输出码字的第二位，步骤3：若ADC输出码字的第二位为1，则在步骤2的基础上将比较器正端除最高位的所有电容的下极板连接正参考电压VREFP，比较器比较输入电压是否大于0.75倍基准电压，判断出ADC输出码字的第三位；若ADC输出码字的第二位为0，则将比较器正端除最高位的所有电容的下极板连接共模电平，判断输入电压是否大于0.25倍基准电压，完成第三位的判断；步骤4：ADC输出码字第四位的判断为：若第三位输出码字为1，则将比较器正端前三位电容的下级板连接正参考电压VREFP，第四位电容连接共模电压，并将比较器的负端的前三位电容的下级板连接负参考电压VREFN，第四位电容连接共模电压，判断输入电压是否大于0.875倍基准电压；若第三位输出码字为0，则将比较器正端前两位电容的下极板连接正参考电压VREFP，第三位电容的下级板连接负参考电压VREFN，第四位电容下极板连接共模电压，并将比较器负端前两位电容的下极板连接负参考电压VREFN，第三位电容的下级板连接正参考电压VREFP，第四位电容下极板连接共模电压，判断输入电压是否大于0.625倍基准电压，完成第四位的判断。