[发明专利]一种同时提高模数转换器SFDR和SNR的位循环方法

摘要

该发明公开了一种同时提高模数转换器SFDR和SNR的位循环方法,应用的技术领域是微电子学与固体电子学领域的高精度模数转换器。本发明提出的位循环方法适用于任何结构的逐次逼近模数转换器，其核心思想在于拆分最高位(MSB)电容和次高位(MSB‑1)电容，将电容阵列分为四组，对同一个输入电压转换两次，两次转换结果求平均得到相应的数字输出码，在转换过程中，每次位循环都改变电容秩序，达到对电容误差动态平均的效果。因此，与传统依赖校正DAC和校正算法来提高线性度的校正方法相比，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

1.一种同时提高模数转换器SFDR和SNR的位循环方法，该方法包括：步骤1：将二进制电容型逐次逼近模数转换器中的最高位电容拆分为除最高位电容和次高位电容之外的低位电容阵列相同的两组电容,编号为第一组和第二组电容阵列；将次高位电容拆分为除最高位电容和次高位电容之外的低位电容阵列相同的电容阵列,编号为第三组电容；剩下的低位电容阵列为第四组电容；第一次转换时，第一、二组电容作为最高位，第三组电容作为次高位，对第一个输入电压Vin(1)采样之后进行位循环，产生对应于第一个输入电压Vin(1)的输出码字Dout(1)_1；步骤2：第二次转换时，不重新采样，仍然对第一个输入电压Vin(1)进行转换，第二、三组电容作为最高位，第四组电容作为次高位，第二次转换仍然产生对应于第一个输入电压Vin(1)的输出码字Dout(1)_2；对Dout(1)_1和Dout(1)_2两个码字求平均，得到对应于第一个输入电压Vin(1)的码字Dout(1)；步骤3：第三次转换时，第三、四组电容作为最高位，第一组电容作为次高位，对第二个输入电压Vin(2)采样之后进行位循环，产生对应于第二个输入电压Vin(2)的输出码字Dout(2)_1；步骤4：第四次转换时，不重新采样，仍然对第二个输入电压Vin(2)进行转换，第一、四组电容作为最高位，第二组电容作为次高位，第四次转换仍然产生对应于第二个输入电压Vin(2)的输出码字Dout(2)_2；对Dout(2)_1和Dout(2)_2两个码字求平均，得到对应于第二个输入电压Vin(2)的码字Dout(2)；步骤5：第五次转换时，第三、四组电容作为最高位，第一组电容作为次高位，对第三个输入电压Vin(3)采样之后进行位循环，产生对应于第三个输入电压Vin(3)的输出码字Dout(3)_1；步骤6：第六次转换时，不重新采样，仍然对第三个输入电压Vin(3)进行转换，第二、三组电容作为最高位，第四组电容作为次高位，第六次转换仍然产生对应于第三个输入电压Vin(3)的输出码字Dout(3)_2；对Dout(3)_1和Dout(3)_2两个码字求平均，得到对应于第三个输入电压Vin(3)的码字Dout(3)；在ADC后续输出码字过程中，第七次转换的方式与第一次相同，第八次转换的方式与第二次相同，依次循环。