应用于无采保结构流水线ADC的线性化校准电路及校准方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于无采保结构流水线ADC的线性化校准电路及方法，该电路包括：信号生成模块，用于生成伪随机信号，并将伪随机信号转换为抖动信号后输入流水线ADC量化模块，抖动信号包括第一抖动信号和第二抖动信号；流水线ADC量化模块，用于将第一抖动信号、第二抖动信号经不同路径处理后分别与输入信号叠加，生成待校准信号后，对待校准进行量化，得到输出数字码；线性校准模块用于基于预设权重系数、输出数字码和伪随机信号，对待校准信号进行校准，得到校准信号。本发明专利技术校准时不影响电路主体功能，适用于无采保结构的流水线ADC，可以后台运行，电路复杂度低，对应用于各种通信系统ADC线性度的提升具有重要意义。种通信系统ADC线性度的提升具有重要意义。种通信系统ADC线性度的提升具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
应用于无采保结构流水线ADC的线性化校准电路及校准方法


[0001]本专利技术属于混合信号集成电路设计
，具体涉及一种应用于无采保结构流水线ADC的线性化校准电路及校准方法。

技术介绍

[0002]随着射频通信的发展，信号频率越来越高、带宽越来越宽，因此对射频通信中的高速射频ADC(analog to digital converter，模数转换器)有着更高的线性度要求。
[0003]相关技术中，工艺节点的发展虽然提高了晶体管的速度，却降低了电源电压与本征增益，导致流水线ADC中运放的线性度恶化，这成为流水线ADC提高线性度的瓶颈。因此，本领域技术人员亟需找到突破上述瓶颈的方法。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种应用于无采保结构流水线ADC的线性化校准电路及校准方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0005]第一方面，本专利技术提供一种应用于无采保结构流水线ADC的线性化校准电路，包括：信号生成模块、流水线ADC量化模块和线性校准模块；其中，
[0006]所述信号生成模块，用于生成伪随机信号D
PRBS
，并将所述伪随机信号D
PRBS
转换为抖动信号V
D
后输入所述流水线ADC量化模块，所述抖动信号V
D
包括第一抖动信号和第二抖动信号；
[0007]所述流水线ADC量化模块，用于将所述第一抖动信号与所述第二抖动信号经不同路径处理后分别与输入信号V
IN
叠加，并在生成待校准信号后，对所述待校准进行量化，得到输出数字码；
[0008]所述线性校准模块，用于基于预设权重系数、所述输出数字码和所述伪随机信号D
PRBS
，对所述待校准信号进行校准，得到校准信号。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，所述流水线ADC量化模块包括N级流水线；
[0010]所述流水线ADC量化模块，具体用于将所述第一抖动信号与所述第二抖动信号经不同路径处理后分别与输入信号V
IN
叠加，生成待校准信号后，利用所述N级流水线对待校准信号进行量化，得到N个输出数字码。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述预设权重系数包括所述N个输出数字码对应的N个第一预设权重系数以及所述伪随机信号D
PRBS
对应的第二预设权重系数；
[0012]所述线性校准模块，具体用于按照如下公式对所述待校准信号进行校准：
[0013]D
OUT_CALI
＝D1×
α1+D2×
α2+
……
+D
N
×
α
N
‑
D
PRBS
×
α
PRBS
[0014]其中，α1、α2、
…
、α
N
表示所述N个输出数字码对应的N个第一预设权重系数，α
PRBS
表示所述伪随机信号D
PRBS
对应的第二预设权重系数，D
OUT_CALI
表示所述校准信号。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述信号生成模块包括PRBS生成单元、第一注入抖动单元和第二注入抖动单元；其中，
[0016]所述PRBS生成单元用于生成伪随机二进制序列，并将所述伪随机二进制序列作为伪随机信号D
PRBS
，所述第一注入抖动模块用于基于所述伪随机信号D
PRBS
生成参考电压，所述参考电压携带有第一抖动信号，所述第二抖动模块用于基于所述伪随机信号D
PRBS
生成第二抖动信号。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，还包括反相参考电压信号端VREFN和同相参考电压信号端VREFP，所述第一注入抖动单元包括串联的多级子单元，第1级子单元的第一端与所述同相参考电压信号端VREFP连接，最后一级子单元的第二端与所述反相参考电压信号端VREFN连接；
[0018]所述子单元包括第一抖动信号输出端、电阻：R1、R2、R3、R4以及开关：K1、K2、K3，其中，R1、R2、R3和R4依次串联，R1与R2之间包括第一节点N1，R2与R3之间包括第二节点N2，R3与R4之间包括第三节点N3，K1、K2、K3的第一端分别与第一节点N1、第二节点N2和第三节点N3连接、第二端均与所述参考电压输出端连接。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，开关K1、K3由所述PRBS生成单元产生的差分信号控制。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，所述第二注入抖动单元包括：数模转换器DAC和校准电容C
D
，其中，DAC的输入端与所述PRBS生成单元的输出端连接、输出端经所述校准电容C
D
连接至所述N级流水线中的第1级流水线。
[0021]第二方面，本专利技术提供一种应用于无采保结构流水线ADC的线性化校准方法，其特征在于，应用于上述线性化校准电路，包括：
[0022]生成伪随机信号D
PRBS
，并将所述伪随机信号D
PRBS
转换为抖动信号V
D
，所述抖动信号V
D
包括第一抖动信号和第二抖动信号；
[0023]将所述第一抖动信号和所述第二抖动信号经不同路径处理后，分别与输入信号V
IN
叠加，生成待校准信号；
[0024]利用N级流水线将所述待校准信号量化为N个输出数字码后，基于预设权重系数、所述N个输出数字码和所述伪随机信号D
PRBS
，对所述待校准信号进行校准，得到校准信号。
[0025]在本专利技术的一个实施例中，所述预设权重系数包括所述N个输出数字码对应的N个第一预设权重系数以及所述伪随机信号D
PRBS
对应的第二预设权重系数；
[0026]利用N级流水线将所述待校准信号量化为N个输出数字码后，基于预设权重系数、所述N个输出数字码和所述伪随机信号D
PRBS
，按照如下公式对所述待校准信号进行校准：
[0027]D
OUT_CALI
＝D1×
α1+D2×
α2+
……
+D
N
×
α
N
‑
D
PRBS
×
α
PRBS
[0028]其中，α1、α2、
…
、α
N
表示所述N个输出数字码对应的N个第一预设权重系数，α
PRBS
表示所述伪随机信号D
PRBS
对应的第二预设权重系数，D
OUT_CALI
表示所述校准信号。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0030]本专利技术提供一种应用于无采保结构流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于无采保结构流水线ADC的线性化校准电路，其特征在于，包括：信号生成模块、流水线ADC量化模块和线性校准模块；其中，所述信号生成模块，用于生成伪随机信号D
PRBS
，并将所述伪随机信号D
PRBS
转换为抖动信号V
D
后输入所述流水线ADC量化模块，所述抖动信号V
D
包括第一抖动信号和第二抖动信号；所述流水线ADC量化模块，用于将所述第一抖动信号与所述第二抖动信号经不同路径处理后分别与输入信号V
IN
叠加，并在生成待校准信号后，对所述待校准进行量化，得到输出数字码；所述线性校准模块，用于基于预设权重系数、所述输出数字码和所述伪随机信号D
PRBS
，对所述待校准信号进行校准，得到校准信号。2.根据权利要求1所述的应用于无采保结构流水线ADC的线性化校准电路，其特征在于，所述流水线ADC量化模块包括N级流水线；所述流水线ADC量化模块，具体用于将所述第一抖动信号与所述第二抖动信号经不同路径处理后分别与输入信号V
IN
叠加，生成待校准信号后，利用所述N级流水线对待校准信号进行量化，得到N个输出数字码。3.根据权利要求2所述的应用于无采保结构流水线ADC的线性化校准电路，其特征在于，所述预设权重系数包括所述N个输出数字码对应的N个第一预设权重系数以及所述伪随机信号D
PRBS
对应的第二预设权重系数；所述线性校准模块，具体用于按照如下公式对所述待校准信号进行校准：D
OUT_CALI
＝D1×
α1+D2×
α2+
……
+D
N
×
α
N
‑
D
PRBS
×
α
PRBS
其中，α1、α2、
…
、α
N
表示所述N个输出数字码对应的N个第一预设权重系数，α
PRBS
表示所述伪随机信号D
PRBS
对应的第二预设权重系数，D
OUT_CALI
表示所述校准信号。4.根据权利要求1所述的应用于无采保结构流水线ADC的线性化校准电路，其特征在于，所述信号生成模块包括PRBS生成单元、第一注入抖动单元和第二注入抖动单元；其中，所述PRBS生成单元用于生成伪随机二进制序列，并将所述伪随机二进制序列作为伪随机信号D
PRBS
，所述第一注入抖动模块用于基于所述伪随机信号D
PRBS
生成参考电压，所述参考电压携带有第一抖动信号，所述第二抖动模块用于基于所述伪随机信号D
PRBS
生成第二抖动信号。5.根据权利要求4所述的应用于无采保结构流水线ADC的线性化校准电路，其特征在于，还包括反相参考电压信号端VREFN和同相参考电压信号端VREFP，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘马良，南剑，张乘浩，杨银堂，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：