SARADC的模拟域校准方法、装置及SARADC制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种SAR ADC的模拟域校准方法、装置及SAR ADC。该方法包括：获取多个二进制电容的电容值，其中所述多个二进制电容包括待校准电容和冗余电容，且所述多个二进制电容为按照位数次序依次相邻；按照所述位数次序，将所述待校准电容中的第一待校准电容的电容值与所述多个二进制电容中比所述第一待校准电容的所述第一待校准电容位数低的二进制电容的电容值之和相比较以获得比较结果；以及根据所述比较结果，校准所述第一待校准电容的所述电容值或比所述第一待校准电容低一位的第二待校准电容的电容值，并以轮询的方式依次执行所述多个待校准电容的校准。此种技术方案能够通过模拟域校准来消除电容失配，提升SAR ADC的转换精度。ADC的转换精度。ADC的转换精度。

【技术实现步骤摘要】
SAR ADC的模拟域校准方法、装置及SAR ADC


[0001]本专利技术属于模拟数字转换
，特别涉及一种SAR ADC的模拟域校准方法、装置及SAR ADC。

技术介绍

[0002]逐次逼近型模数转换器（Successive
‑
Approaching
‑
Register ADC）作为中高精度、低功耗、中低速度的模数转换器选择，由于电容重分配结构带来的低功耗特性，使得SAR ADC在许多领域得以应用。
[0003]由于SAR ADC的模拟域的电容在实际制造过程中，由于制作工艺及材料本身特性的原因，会造成电容之间的失配，从而限制了模数转换器的精度。因此，传统技术中，都会通过校准方法来消除电容失配，从而提升SAR ADC的转换精度。电容失配的校准方法主要分为数字域校准和模拟域校准，其中数字域校准是得到每个电容的实际权重后在数字域对编码进行处理，而模拟域校准是通过增加校准电容试图消除电容之间的失配。
[0004]对于模拟域校准，通常采用校准电容阵列，来分别对SAR ADC的模拟域电容进行校准。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的，在于提供一种SAR ADC的模拟域校准方法、装置及SAR ADC，通过模拟域校准方法消除电容失配，从而提升SAR ADC的转换精度。
[0006]为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：一种SAR ADC的模拟域校准方法，包括如下步骤：步骤1，将n+1个SAR ADC中的二进制电容按照位数次序进行排列，得到顺序为C
n
,C
n
‑1,C
n
‑2,
…
,C1,C0；其中，所述n+1个二进制电容包括n个待校准电容C1～C
n
和1个冗余电容C0；步骤2，对于所述n个待校准电容C1～C
n
，按照位数次序由高到低的顺序C
n
,C
n
‑1,C
n
‑2,
…
,C1依次按照如下步骤进行校准：将待校准电容C
i
与所有比该待校准电容C
i
位数低的二进制电容Ci
‑
1～C0进行比较，得到电容偏差；i=1,2,
…
,n；对所述待校准电容C
i
或比所述待校准电容C
i
低一位的待校准电容C
i
‑1补偿校准电容，完成对所述待校准电容C
i
的校准。
[0007]上述步骤2中，将待校准电容C
i
与所有比该待校准电容C
i
位数低的二进制电容C
i
‑1～C0进行比较，得到电容偏差；i=1,2,
…
,n；包括，将待校准电容C
i
与所有比该待校准电容C
i
位数低的二进制电容C
i
‑1～C0进行比较，得到C
i
‑
（C
i
‑1+C
i
‑2+
…
+C0）的符号为+或
‑
。
[0008]上述将待校准电容C
i
与所有比该待校准电容C
i
位数低的二进制电容C
i
‑1～C0进行比较，得到C
i
‑
（C
i
‑1+C
i
‑2+
…
+C0）的符号为+或
‑
，包括，
将比较器的正负输入端接入一个固定的共模电平V
CM
，并将C
i
～C0的上极板均连接至比较器的负输入端，将待校准电容C
i
的下极板接V
REF
，将其余电容C
i
‑1～C0的下极板接gnd；断开C
i
～C0的上极板与共模电平V
CM
的连接，使C
i
～C0的上极板悬空；将待校准电容C
i
的下极板接gnd，将其余电容C
i
‑1～C0的下极板接V
REF
；判断此时比较器的输出结果，若比较器的输出结果为高，表示C
i
‑
（C
i
‑1+C
i
‑2+
…
+C0）的符号为+；若比较器的输出结果为低，表示C
i
‑
（C
i
‑1+C
i
‑2+
…
+C0）的符号为
‑
。
[0009]对所述待校准电容C
i
补偿校准电容，完成对所述待校准电容C
i
的校准；包括，对所述待校准电容C
i
并联电容校准单元C
a
，然后计算C
i
+C
a
‑
（C
i
‑1+C
i
‑2+
…
+C0）的符号，若符号不变，仍然为+或
‑
，则维持待校准电容C
i
并联电容校准单元C
a
，完成对所述待校准电容C
i
的校准。
[0010]上述电容校准单元的值与所述SAR ADC的最小精度正相关，并和电容失配的误差范围负相关。
[0011]上述步骤2的具体内容是，将待校准电容C
i
与所有比该待校准电容C
i
位数低的二进制电容C
i
‑1～C0进行比较，得到C
i
‑
（C
i
‑1+C
i
‑2+
…
+C0）的符号为
‑
；利用逐次逼近法获得对应所述待校准电容C
i
的误差电容，并对所述待校准电容C
i
补偿所述的误差电容。
[0012]上述误差电容与所述SAR ADC的最小精度正相关，并和电容失配的误差范围负相关。
[0013]上述步骤2的具体内容是，将待校准电容C
i
与所有比该待校准电容C
i
位数低的二进制电容C
i
‑1～C0进行比较，得到C
i
‑
（C
i
‑1+C
i
‑2+
…
+C0）的符号为+；利用逐次逼近法获得对应比所述待校准电容C
i
低一位的待校准电容C
i
‑1的误差电容，并对所述待校准电容C
i
‑1补偿所述的误差电容的一半。
[0014]上述电容校准单元的值与所述SAR ADC的最小精度正相关，并和电容失配的误差范围负相关。
[0015]一种SAR ADC的模拟域校准装置，用于对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SAR ADC的模拟域校准方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1，将n+1个SAR ADC中的二进制电容按照位数次序进行排列，得到顺序为C
n
,C
n
‑1,C
n
‑2,
…
,C1,C0；其中，所述n+1个二进制电容包括n个待校准电容C1～C
n
和1个冗余电容C0；步骤2，对于所述n个待校准电容C1～C
n
，按照位数次序由高到低的顺序C
n
,C
n
‑1,C
n
‑2,
…
,C1依次按照如下步骤进行校准：将待校准电容C
i
与所有比该待校准电容C
i
位数低的二进制电容Ci
‑
1～C0进行比较，得到电容偏差；i=1,2,
…
,n；对所述待校准电容C
i
或比所述待校准电容C
i
低一位的待校准电容C
i
‑1补偿校准电容，完成对所述待校准电容C
i
的校准。2.如权利要求1所述的SAR ADC的模拟域校准方法，其特征在于：所述步骤2中，将待校准电容C
i
与所有比该待校准电容C
i
位数低的二进制电容C
i
‑1～C0进行比较，得到电容偏差；i=1,2,
…
,n；包括，将待校准电容C
i
与所有比该待校准电容C
i
位数低的二进制电容C
i
‑1～C0进行比较，得到C
i
‑
（C
i
‑1+C
i
‑2+
…
+C0）的符号为+或
‑
。3.如权利要求2所述的SAR ADC的模拟域校准方法，其特征在于：所述将待校准电容C
i
与所有比该待校准电容C
i
位数低的二进制电容C
i
‑1～C0进行比较，得到C
i
‑
（C
i
‑1+C
i
‑2+
…
+C0）的符号为+或
‑
，包括，将比较器的正负输入端接入一个固定的共模电平VCM，并将C
i
～C0的上极板均连接至比较器的负输入端，将待校准电容C
i
的下极板接V
REF
，将其余电容C
i
‑1～C0的下极板接gnd；断开C
i
～C0的上极板与共模电平V
CM
的连接，使C
i
～C0的上极板悬空；将待校准电容C
i
的下极板接gnd，将其余电容C
i
‑1～C0的下极板接VREF；判断此时比较器的输出结果，若比较器的输出结果为高，表示C
i
‑
（C
i
‑1+C
i
‑2+
…
+C0）的符号为+；若比较器的输出结果为低，表示C
i
‑
（C
i
‑1+C
i
‑2+
…
+C0）的符号为
‑
。4.如权利要求2或3所述的SAR ADC的模拟域校准方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明，
申请(专利权)人：江苏润石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：