一种校准电路及方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种校准电路及方法；该方法可以包括：根据充电电流以及积分电路中电容的接入状态以及电压比较器的输入端输入信号状态确定多个校准状态；在每个校准状态下，数字控制电路根据电压比较器输出的电压比较信号生成数字控制信号；在每个校准状态下，当所述参考电压和所述充电电压通过所述数字控制信号的控制处于相等或设定的差值范围时，确定各校准状态对应的校准数字控制信号；将所有校准状态对应的校准数字控制信号按照预设的处理策略，得到最终校准信号。

A Calibration Circuit and Method

【技术实现步骤摘要】
一种校准电路及方法
本专利技术涉及电子电路
，尤其涉及一种校准电路及方法。
技术介绍
在模拟集成电路中，电阻电容RC滤波器通常使用在集成电路来控制极点(poles)和零点(zeros)的频率，但是，在现代半导体制造工艺中，电阻电容会随工艺发生很大的偏差，进而影响零点和极点的位置，因此，在应用中必须对RC进行校准。在常规的RC校准技术中，校准结果受寄生电容和直流偏移dcoffset的影响比较大，从而影响校准精度。即使有些方案能够通过使用有源积分器电路来降低寄生电容对校准结果的影响，但是由于使用了运算放大器，从而会增加校准电路成本和功耗，并且仍然存在dcoffset影响校准精度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种校准电路及方法；不仅可以降低甚至消除寄生电容和dcoffset对校准结果的影响，提高校准精度；而且电路设计的简单，成本低。本专利技术的技术方案是这样实现的：第一方面，本专利技术实施例提供了一种校准电路，所述校准电路包括：电流生成电路、积分电路、参考电压生成电路、比较器输入开关、电压比较器和数字控制电路；所述电流生成电路分别与所述积分电路和所述参考电压生成电路相连接；所述积分电路和所述参考电压生成电路分别通过比较器输入开关与电压比较器的输入端相连，所述电压比较器的输出端与所述数字控制电路相连接；其中，所述电流生成电路，配置为分别向积分电路以及所述参考电压生成电路提供电流；所述积分电路，配置为基于所述电流生成电路所提供的充电电流生成充电电压；所述参考电压生成电路，配置为基于所述电流生成电路所提供的参考电流生成参考电压；所述电压比较器，配置为将所述参考电压和所述充电电压进行比较，输出电压比较信号；所述比较器输入开关，配置为切换所述充电电压与所述参考电压输入所述电压比较器的输入端，以及相应于所述切换改变所述电压比较信号的极性；所述数字控制电路，配置为根据所述电压比较信号生成数字控制信号，所述数字控制信号用于控制所述校准电路中的可变电容或可变电阻。第二方面，本专利技术实施例提供了一种校准方法，所述方法应用于第一方面所述的校准电路，所述方法包括：根据充电电流以及积分电路中电容的接入状态以及电压比较器的输入端输入信号状态确定多个校准状态；在每个校准状态下，数字控制电路根据电压比较器输出的电压比较信号生成数字控制信号；其中，所述电压比较信号由所述电压比较器针对参考电压和充电电压进行比较所得；所述数字控制信号用于控制校准电路中的可变电容或可变电阻；在每个校准状态下，当所述参考电压和所述充电电压通过所述数字控制信号的控制处于相等或设定的差值范围时，确定各校准状态对应的校准数字控制信号；将所有校准状态对应的校准数字控制信号按照预设的处理策略，得到最终校准信号；其中，所述最终校准信号用于控制可变电容或可变电阻以对有源滤波器中的RC进行校准。本专利技术实施例提供了一种校准电路及方法；通过对接入的充电电流和积分电容的控制，降低或消除了寄生电容对校准结果的影响；通过对电压比较器输入端输入信号的切换，降低或消除了比较器输入dcoffset对校准结果的影响。而且校准电路中减少了运算放大器等有源电器的使用，电路设计简单，降低了实现成本。附图说明图1为相关技术所提供的校准电路结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种校准电路结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种可变电容的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种可变电阻的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的另一种校准电路结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的又一种校准电路结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的一种校准方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。参见图1，其示出了常规校准技术所涉及的校准电路，整个电路可以分成五个部分：积分电路，比较器电路，数字控制电路，充电电流产生电路和基准电压产生电路；具体校准过程如下：充电电流产生电路所产生的电流对积分电路进行充电，从而产生锯齿波信号Vtri，Vtri和基准电压产生电路所产生的参考电压Vref_comp通过比较器进行比较，将比较结果输出到数字控制电路，数字控制电路输出校准结果，并根据校准结果改变积分电路中电阻或电容的值，直到Vtri和Vref_comp比较接近，从而完成校准。但是，在目前常规校准技术中，当积分电路为电容阵列时，校准结果会受到Vtri节点的寄生电容的影响，比较器输入端的直流偏移dcoffset也会影响校准结果；当积分电路使用有源积分器电路时，虽然可以降低寄生电容对校准结果的影响，但是比较器输入端dcoffset和有源积分器输入端的dcoffset也同样会影响校准精度，并且由于使用了运算放大器，会增加校准电路的成本和功耗。基于上述常规RC校准电路中出现问题，参见图2，其示出了本专利技术实施例提供的一种校准电路，该电路可以包括：电流生成电路、积分电路、参考电压生成电路、比较器输入开关、电压比较器和数字控制电路；所述电流生成电路分别与所述积分电路和所述参考电压生成电路相连接；所述积分电路和所述参考电压生成电路分别通过比较器输入开关与电压比较器的输入端相连，所述电压比较器的输出端与所述数字控制电路相连接；其中，所述电流生成电路，配置为分别向积分电路以及所述参考电压生成电路提供电流；所述积分电路，配置为基于所述电流生成电路所提供的充电电流生成充电电压；所述参考电压生成电路，配置为基于所述电流生成电路所提供的参考电流生成参考电压；所述电压比较器，配置为将所述参考电压和所述充电电压进行比较，输出电压比较信号；所述比较器输入开关，配置为切换所述充电电压与所述参考电压输入所述电压比较器的输入端，以及相应于所述切换改变所述电压比较信号的极性；所述数字控制电路，配置为根据所述电压比较信号生成数字控制信号，所述数字控制信号用于控制所述校准电路中的可变电容或可变电阻。示例性地，对于上述校准电路来说，如图2所示，所述电流生成电路可以包括电源VDD，运算放大器，第一电阻R1、第一接入开关SW2以及由四个PMOS管组成的电流镜电路，其中，四个PMOS管的源端(S级)均与电源VDD相连，四个PMOS管的栅极(G级)均与运算放大器的输出端相连，第一PMOS管的漏级(D级)与运算放大器的正向输入端相连，输入电压Vref接入运算放大器的反向输入端，第一电阻R1耦接于第一PMOS管的漏级(D级)与地GND之间；四个PMOS管中，其余三个PMOS管的漏级(D级)分别输出第一电流I1、第二电流I2以及第三电流I3，其中，I1接入所述积分电路，I2根据第一接入开关的开合状态接入所述积分电路，I3接入所述参考电压生成电路；当所述第一电阻为可变电阻时，所述第一电阻配置为接收所述数字控制电路输出的所述数字控制信号。对于电流生成电路来说，在本实施例中，针对I1、I2和I3，分别设置电流镜的比例为k1、k2、k3，而且I1和I2可以认为是充电电流，I3可以认为是参考电流。示例性地，对于上述校准电路来说，如图2所示，所述积分电路可以包括第一电容C1、第二电容C2、第二接入开关SW2和放电开关reset，其中，第一电容C1支路、第二电容C2和第二接入开关SW2的串联支路、以及放电开关reset支路相并联形成并联支本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种校准电路，其特征在于，所述校准电路包括：电流生成电路、积分电路、参考电压生成电路、比较器输入开关、电压比较器和数字控制电路；所述电流生成电路分别与所述积分电路和所述参考电压生成电路相连接；所述积分电路和所述参考电压生成电路分别通过比较器输入开关与电压比较器的输入端相连，所述电压比较器的输出端与所述数字控制电路相连接；其中，所述电流生成电路，配置为分别向积分电路以及所述参考电压生成电路提供电流；所述积分电路，配置为基于所述电流生成电路所提供的充电电流生成充电电压；所述参考电压生成电路，配置为基于所述电流生成电路所提供的参考电流生成参考电压；所述电压比较器，配置为将所述参考电压和所述充电电压进行比较，输出电压比较信号；所述比较器输入开关，配置为切换所述充电电压与所述参考电压输入所述电压比较器的输入端，以及相应于所述切换改变所述电压比较信号的极性；所述数字控制电路，配置为根据所述电压比较信号生成数字控制信号，所述数字控制信号用于控制所述校准电路中的可变电容或可变电阻。

【技术特征摘要】
1.一种校准电路，其特征在于，所述校准电路包括：电流生成电路、积分电路、参考电压生成电路、比较器输入开关、电压比较器和数字控制电路；所述电流生成电路分别与所述积分电路和所述参考电压生成电路相连接；所述积分电路和所述参考电压生成电路分别通过比较器输入开关与电压比较器的输入端相连，所述电压比较器的输出端与所述数字控制电路相连接；其中，所述电流生成电路，配置为分别向积分电路以及所述参考电压生成电路提供电流；所述积分电路，配置为基于所述电流生成电路所提供的充电电流生成充电电压；所述参考电压生成电路，配置为基于所述电流生成电路所提供的参考电流生成参考电压；所述电压比较器，配置为将所述参考电压和所述充电电压进行比较，输出电压比较信号；所述比较器输入开关，配置为切换所述充电电压与所述参考电压输入所述电压比较器的输入端，以及相应于所述切换改变所述电压比较信号的极性；所述数字控制电路，配置为根据所述电压比较信号生成数字控制信号，所述数字控制信号用于控制所述校准电路中的可变电容或可变电阻。2.根据权利要求1所述的校准电路，其特征在于，所述电流生成电路包括电源VDD，运算放大器，第一电阻R1、第一接入开关SW2以及由四个PMOS管组成的电流镜电路，其中，四个PMOS管的源端均与电源VDD相连，四个PMOS管的栅极均与运算放大器的输出端相连，第一PMOS管的漏级与运算放大器的正向输入端相连，输入电压Vref接入所述运算放大器的反向输入端，第一电阻R1耦接于第一PMOS管的漏级与地GND之间；四个PMOS管中，其余三个PMOS管的漏级分别输出第一电流I1、第二电流I2以及第三电流I3，其中，I1接入所述积分电路，I2根据所述第一接入开关的开合状态接入所述积分电路，I3接入所述参考电压生成电路；当所述第一电阻为可变电阻时，所述第一电阻配置为接收所述数字控制电路输出的所述数字控制信号。3.根据权利要求1所述的校准电路，其特征在于，所述积分电路包括第一电容C1、第二电容C2、第二接入开关SW2和放电开关reset，其中，第一电容C1支路、第二电容C2和第二接入开关SW2的串联支路、以及放电开关reset支路相并联形成并联支路，所述串联支路根据第二接入开关SW2的开合状态接入所述并联支路，所述并联支路的一端接入充电电流，所述并联支路的另一端接地，在所述并联支路接入充电电流端形成充电电压Vtri；当所述第一电容和所述第二电容为可变电容时，所述第一电容和所述第二电容配置为接收所述数字控制电路输出的所述数字控制信号。4.根据权利要求1所述的校准电路，其特征在于，所述参考电压生成电路，包括第二电阻R2，所述第二电阻的一端接入所述充电电流，所述第二电阻的另一端接地，从而在第二电阻接入充电电流端形成参考电压Vref_comp；当第二电阻为可变电阻时，所述第二电阻配置为接收所述数字控制电路输出的所述数字控制信号。5.根据权利要求1所述的校准电路，其特征在于，所述比较器输入开关SW1包括三个双路选择开关MUX，其中，第一MUX的两个输入端分别接充电电压Vtri和参考电压Vref_comp，第一MUX的输出端接所述电压比较器的正向输入端；第二MUX的两个输入端分别接充电电压Vtri和参考电压Vref_comp，第二MUX的输出端接所述电压比较器的负向输入端；第三MUX的输入端分别接所述电压比较器的正向输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑雷，李艳辉，张小磊，
申请(专利权)人：广州全盛威信息技术有限公司，北京奕斯伟信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44