[发明专利]基于亚稳态检测的SAR-ADC的电容失配校准方法

摘要

基于亚稳态检测的SAR‑ADC的电容失配校准方法，属于模拟集成电路技术领域。首先确定SAR ADC的输出码字和亚稳态标志码字；然后从输出码字中的第M+1位输出码字开始直到最高位即第N位输出码字为止，按照从低位到高位的顺序依次计算每一位输出码字对应的误差码字；最后将输出码字减去输出码字中从第M+1位输出码字到第N位输出码字的每一位输出码字对应的误差码字，得到经过失配校准后的SAR ADC的校准输出码字。本发明提出的校准方法能够适用于电荷重分配型SAR ADC，用于校准SAR ADC输出码字中由电容失配带来的误差，在保证SAR ADC精度的情况下，SAR ADC的单位电容可以进一步降低，从而进一步降低了SAR ADC的功耗，提高了SAR ADC的速度。

主权项

1.基于亚稳态检测的SAR‑ADC的电容失配校准方法，所述逐次逼近模数转换器的电容阵列包括N位量化电容和一位冗余电容，所述N位量化电容按低位到高位的顺序分别记为第一位量化电容至第N位量化电容，所述冗余电容设置在第M位量化电容和第M+1位量化电容之间，其中N和M均为正整数且M不大于N；其特征在于，所述电容失配校准方法用于校准所述逐次逼近模数转换器的输出码字中的所述电容阵列高N‑M位量化电容的失配值，包括如下步骤：a、确定所述逐次逼近模数转换器的输出码字Dout[N:0]和亚稳态标志码字MDF[N:0]，当所述逐次逼近模数转换器的比较器不出现亚稳态时，所述亚稳态标志码字MDF[N:0]全为0，当产生所述输出码字Dout[N:0]的第j位时所述逐次逼近模数转换器的比较器出现亚稳态，则亚稳态标志码字的第j位MDF[j]为1，其中j为正整数且j∈[0，N]；b、从所述输出码字Dout[N:0]中的第M+1位输出码字Dout[M+1]开始直到最高位即第N位输出码字Dout[N]为止，按照从低位到高位的顺序依次计算每一位输出码字对应的误差码字，其中计算第i位输出码字Dout[i]对应的误差码字的具体步骤如下，i为正整数且i∈[M+1，N]：b1、当亚稳态标志码字的第i位MDF[i]为0时，得到所述第i位输出码字Dout[i]对应的误差码字为0并转到步骤c；当亚稳态标志码字的第i位MDF[i]为1时，利用伪随机码字给出所述第i位输出码字Dout[i]的值，并根据所述伪随机码字给出的值确定所述第i位输出码字Dout[i]对应的理想码字Douti[N:0]；b2、将所述第i位输出码字Dout[i]对应的理想码字Douti[N:0]减去所述输出码字Dout[N:0]和所述输出码字Dout[N:0]中的第M+1位输出码字Dout[M+1]到第i‑1位输出码字Dout[i‑1]中每一位输出码字对应的误差码字，得到所述第i位输出码字Dout[i]对应的误差码字；c、将所述输出码字Dout[N:0]减去步骤b得到的所述输出码字Dout[N:0]中从第M+1位输出码字Dout[M+1]到第N位输出码字Dout[N]的每一位输出码字对应的误差码字，得到经过失配校准后的所述逐次逼近模数转换器的校准输出码字。