【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路，具体为一种应用于sigma-delta adc的随机化数据加权平均算法电路。
技术介绍
1、sigma-delta 模数转换器（sd-adc）广泛应用在传感器领域，音频领域，数据采集领域以及医疗领域方面，是一种高精度的模数转换器。它的核心原理是通过过采样和噪声整形技术来提高转换精度。sigma-delta模数转换器在量化方式上有单比特量化和多比特量化两种类型，两者各有优缺点。相较于单比特量化，多比特量化的优点在于每个采样值可以表达的精度高，可以更好捕捉到输入信号的细微变化。另外多比特量化有着更优越的动态范围和噪声性能，广泛应用在对精度要求比较高的应用当中。但是它相较于单比特量化，它的线性度较差，主要原因是反馈数模转换器（dac）单元之间存在着失配。因此提出了一种应用于sigma-delta adc的随机化数据加权平均算法电路。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种应用于sigma-delta adc的随机化数据加权平均算法电路，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种应用于sigma-deltaadc的随机化数据加权平均算法电路，包括温度计码转二进制码电路、随机数产生电路、全加器电路与移位器电路。
3、可选的，所述随机化数据加权平均算法电路采用随机化dwa算法，所述dwa算法用于16个dac单元会被循环使用，在足够多转换周期后每个单元使用的概率近似相等，若第一
4、可选的，所述随机化dwa将dwa算法和随机化算法结合在一起，所述dwa算法，用于将失配误差相加为零，包括但不限于采用旋转方式来选择单元。
5、可选的，在传统所述dwa选择中，若dac输入为3，则选择c1~c3，而对于随机化dwa来说，可以从8个单元dac中任意选择3个，可选择c2、c5、c8，当dac输入为2时，传统dwa选择c4~c5，而随机化dwa将可以选择余下5的电容中的任意两个，如c4，c7，当dac输入为5时，传统dwa算法选择c6~c8, c1~c2，随机化dwa先选择仅剩的c1, c3, c6，剩下两个的从c2, c4, c5, c7,c8中随机选择两个，如c5和c8，其他情况依次类推。
6、可选的，若有p个所述dac单元，每个单元的增益权重为ui，其均值为u，每个dac单元的增益误差为∆ui符合随机分布，则有如下表示：
7、 （1）
8、 （2）
9、定义s为到第n个周期之前的所有dac的输入之和，则有：
10、 （3）
11、其中，x（k）为第k（1<k≤n）个周期的dac输入，在定义r为s/n后的余数：
12、 （4）
13、由于dac失配的原因，定义∆s：
14、 （5）
15、对于dwa或者是随机化dwa都会有如下表示：
16、 （6）
17、上式为dac输出的累计误差，对于dwa来说，由于循环移位的原因，ai具有温度计码的分布性质，而对于随机化dwa来说，ai是随机分布的，因此随机化dwa的累计误差可以看成一个白噪声，dac输出的标准差为：
18、 （7）
19、其中， 是单位dac失配的标准差，p是dac的电平数，则随机化dwa的失配噪声的平均功率为：
20、 （8）
21、经过随机dwa算法之后的dac输出的信噪比为：
22、 。 （9）
23、可选的，基于所述温度计码转二进制码电路开发温度计码转二进制码模块，基于所述随机数产生电路开发随机数产生模块，所述移位器电路采用桶形移位器电路。
24、可选的，随机化所述dwa电路中量化器的输出结果通过温度计码转二进制码模块，与随机数产生模块的结果进行选择来判断是否需要对指针进行随机化定义，之后通过全加器电路来将前一时刻的结果进行求和，最终通过桶形移位器电路来完成，最终将温度计码转化为dwa码的工作。
25、本专利技术提供了一种应用于sigma-delta adc的随机化数据加权平均算法电路，具备以下有益效果：
26、该应用于sigma-delta adc的随机化数据加权平均算法电路，量化器的输出结果通过温度计码转二进制码模块，与随机数产生模块的结果进行选择来判断是否需要对指针进行随机化定义，之后通过全加器电路来将前一时刻的结果进行求和，最终通过桶形移位器电路来完成最终将温度计码转化为dwa码的工作，能够减小dac单元失配带来的影响，进而能够解决多比特量化带来的非线性问题，本算法电路的结构简单，并且大大提高了sigma-delta模数转换器电路的性能。
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1.一种应用于Sigma-Delta ADC的随机化数据加权平均算法电路，其特征在于：包括温度计码转二进制码电路、随机数产生电路、全加器电路与移位器电路。
2.根据权利要求1所述的一种应用于Sigma-Delta ADC的随机化数据加权平均算法电路，其特征在于：所述随机化数据加权平均算法电路采用随机化DWA算法，所述DWA算法用于16个DAC单元会被循环使用，在足够多转换周期后每个单元使用的概率近似相等，若第一个量化出来的数是3，则选择1-3单元的DAC，下一个量化输出是4时，则需要加上一次选择的最大位的DAC单元，即选择4-7，后面的依次类推，当量化器输出加上一次DAC选用的最高位大于16时，16后面紧接1即可，通过这种循环选择的原理，经过长时间的循环，所述DAC中每一个单元使用的概率近乎相等。
3.根据权利要求1所述的一种应用于Sigma-Delta ADC的随机化数据加权平均算法电路，其特征在于：所述随机化DWA将DWA算法和随机化算法结合在一起，所述DWA算法，用于将失配误差相加为零，包括但不限于采用旋转方式来选择单元。
4.根据权利要
5.根据权利要求1所述的一种应用于Sigma-Delta ADC的随机化数据加权平均算法电路，其特征在于：若有p个所述DAC单元，每个单元的增益权重为ui，其均值为u，每个DAC单元的增益误差为∆ui符合随机分布，则有如下表示：
6.根据权利要求1所述的一种应用于Sigma-Delta ADC的随机化数据加权平均算法电路，其特征在于：基于所述温度计码转二进制码电路开发温度计码转二进制码模块，基于所述随机数产生电路开发随机数产生模块，所述移位器电路采用桶形移位器电路。
7.根据权利要求1所述的一种应用于Sigma-Delta ADC的随机化数据加权平均算法电路，其特征在于：随机化所述DWA电路中量化器的输出结果通过温度计码转二进制码模块，与随机数产生模块的结果进行选择来判断是否需要对指针进行随机化定义，之后通过全加器电路来将前一时刻的结果进行求和，最终通过桶形移位器电路来完成，最终将温度计码转化为DWA码的工作。
...【技术特征摘要】
1.一种应用于sigma-delta adc的随机化数据加权平均算法电路，其特征在于：包括温度计码转二进制码电路、随机数产生电路、全加器电路与移位器电路。
2.根据权利要求1所述的一种应用于sigma-delta adc的随机化数据加权平均算法电路，其特征在于：所述随机化数据加权平均算法电路采用随机化dwa算法，所述dwa算法用于16个dac单元会被循环使用，在足够多转换周期后每个单元使用的概率近似相等，若第一个量化出来的数是3，则选择1-3单元的dac，下一个量化输出是4时，则需要加上一次选择的最大位的dac单元，即选择4-7，后面的依次类推，当量化器输出加上一次dac选用的最高位大于16时，16后面紧接1即可，通过这种循环选择的原理，经过长时间的循环，所述dac中每一个单元使用的概率近乎相等。
3.根据权利要求1所述的一种应用于sigma-delta adc的随机化数据加权平均算法电路，其特征在于：所述随机化dwa将dwa算法和随机化算法结合在一起，所述dwa算法，用于将失配误差相加为零，包括但不限于采用旋转方式来选择单元。
4.根据权利要求1所述的一种应用于sigma-delta adc的随机化数据加权平均算法电路，其特征在于：在传统所述dwa选择中，若dac输入为3，则选择c1~c3，而对于随机化dwa来说，可以从8个单元dac中任意选择3...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐枋，
申请(专利权)人：重庆湃芯创智微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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