[发明专利]高精度逐次逼近型模数转换器的电容电压系数校准方法

摘要

本发明涉及一种高精度逐次逼近型模数转换器的电容电压系数校准方法，属于半导体集成电路领域。对电压系数进行校准；根据带电压系数的电容模型得到采样的带电电荷，再根据测试得到的INL值，首先验证INL最大值是否发生在式3所示的地方，然后根据式4得到两个非常接近的二阶电容电压系数，取其平均值为二阶电容电压系数，然后在数字域对其进行校准。本发明能够在不添加模拟校准电路的条件下，基于INL提取电容电压系数，并数字后端对电容电压系数进行校准，提高了ADC的转换精度。

主权项

1.高精度逐次逼近型模数转换器的电容电压系数校准方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：对电压系数进行校准；带电压系数的电容模型如式1所示：C＝C0*(1+α1*V+α2*V2+·····)      (1)C为电容实际值，C0电容两端电压差为0时的标称值，α1为一阶电容电压系数，V为电容两端电压差，α2为二阶电容电压系数采样得带电电荷为：Q＝C0*(V+0.5*α1*V2+1/3*α2*V3+·····)    (2)由于ADC(Analog‑to‑Digital Converter，模数转换器)采用差分结构，一阶电压系数相关项0.5*α1*V2在采样时会被抵消；如果忽略高阶电容电压系数，那么二阶电容电压系数相关项1/3*α2*V3就成为非线性的主导因素，根据ADC的INL(Integral nonlinearity，积分非线性)曲线来提取二阶电容电压系数并予以校准；INL曲线的形状由二阶电压系数决定，发生最大INL的数字码如式3所示：Dout为ADC的输出数字码，在Dout的负值区间内出现INL最小值处的值设为Dout1，在Dout的正值区间内出现INL最大值处的值设为Dout2，min(Dout)表示取Dout的最小值，max(Dout)表示取Dout的最大值最大的INL的值为如式4所示：max(INL)表示INL的最大值，min(INL)表示INL的最小值，α21表示由INL极大值推导得到的二阶电压系数值，α22表示由INL极小值处推导得到的二阶电压系数值，根据测试得到的INL值，首先验证INL最大值是否发生在式3所示的地方，然后根据式4得到两个非常接近的二阶电容电压系数，取其平均值为二阶电容电压系数，如式5所示然后在数字域对其进行校准，校准公式如式6所式：Dout_cal＝Dout‑1/3*α2*Dout3     (6)Dout_cal为校准后的ADC数字输出码。