[发明专利]一种基于最小均方算法的数字后台校正方法

摘要

一种基于最小均方算法的数字后台校正方法，适用于分裂式SAR ADC。首先设置分裂式SAR ADC，并将设置好的分裂式SAR ADC进行基于最小均方算法的数字后台校正；分裂式SAR ADC包括两个ADC模块，每个ADC模块中主DAC电容阵列采用非二进制电容阵列，同时将主DAC冗余电容阵列中最高位电容的权重设置为最小，这样校正DAC电容阵列的随机切换可以有效的校正主DAC电容阵列中包括权重最大的电容在内的每个电容，提升ADC的线性度和动态范围；校正DAC随机切换方式的引入可以有效的解决两个ADC电容失配方向一致导致校正无效的问题；另外主DAC电容阵列引入冗余量，可以弱化系统在量化过程中引入的动态误差，保证了每次切换的正确性，提高迭代的速度。

主权项

1.一种基于最小均方算法的数字后台校正方法，适用于分裂式逐次逼近模数转换器，其特征在于，所述数字后台校正方法包括如下步骤：步骤一、设置所述分裂式逐次逼近模数转换器，所述分裂式逐次逼近模数转换器包括第一模数转换模块和第二模数转换模块；所述第一模数转换模块包括比较器和连接比较器两个输入端的两个DAC电容阵列，所述DAC电容阵列包括N位主DAC冗余电容阵列和M位校正DAC电容阵列，其中M、N均为正整数且M<N；所述主DAC冗余电容阵列为带失配的非二进制电容阵列，所述主DAC冗余电容阵列中第1位电容即最高位电容的电容值为1C，C为单位电容值，第2位电容和第3位电容为拆分后的具有相同电容值的两个电容；所述主DAC冗余电容阵列中所有电容的下极板均通过开关后连接电源电压、地电压、共模电压或输入电压，其上极板均连接所述比较器的输入端；所述校正DAC电容阵列中第m位电容的容值与所述主DAC冗余电容阵列中第m+1位电容的容值之和小于所述主DAC冗余电容阵列中第m+2位电容至第N位电容的电容值之和，m为正整数且m∈[1，M]；所述校正DAC电容阵列中所有电容的下极板均通过开关后连接电源电压、地电压或共模电压，其上极板均连接所述比较器的输入端；所述比较器用于将两个所述DAC电容阵列的输出信号进行比较并得到所述第一模数转换模块的量化码字；所述第二模数转换模块的结构与所述第一模数转换模块相同，但所述第二模数转换模块的DAC电容阵列中的电容带有不同的失配；步骤二、所述第一模数转换模块和第二模数转换模块对输入电压进行量化得到第一模数转换模块的量化码字D_iA和第二模数转换模块的量化码字D_iB；步骤三、将所述第一模数转换模块的量化码字D_iA转换为各位权重之和得到第一输出码字将所述第二模数转换模块的量化码字D_iB转换为各位权重之和得到第二输出码字其中ω_iA为所述第一模数转换模块中主DAC冗余电容阵列第i位电容的权重，D_iA为所述第一模数转换模块中主DAC冗余电容阵列第i位电容对应的量化码字，ω_iB为所述第二模数转换模块中主DAC冗余电容阵列第i位电容的权重，D_iB为所述第二模数转换模块中主DAC冗余电容阵列第i位电容对应的量化码字，i为正整数且i∈[1，N]；步骤四、将第一输出码字ΔDout,A与第二输出码字ΔDout,B的平均值作为所述分裂式逐次逼近模数转换器的输出码字，若所述分裂式逐次逼近模数转换器的输出码字的线性度不再增长时停止校正，否则转到步骤五；步骤五、利用第一输出码字ΔDout，A与第二输出码字ΔDout，B的差值ΔDout更新所述第一模数转换模块和第二模数转换模块的主DAC冗余电容阵列中电容的权重，其中更新之后的所述第一模数转换模块中主DAC冗余电容阵列第i位电容的权重ω_iA′＝ω_iA‑μ×ΔDout×D_iA，更新之后的所述第二模数转换模块中主DAC冗余电容阵列第i位电容的权重ω_iB′＝ω_iB‑μ×ΔDout×D_iB，返回步骤二。