[发明专利]模数转换器

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种模数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)，尤其是涉及一种自适应线性补偿模数转换器。

【背景技术】

积分非线性(integral nonlinearity，INL)和微分非线性(differentialnonlinearity，DNL)是模数转换器(ADC)设计中的一个重要指标。所述模数转换器的积分非线性和微分非线性一般是由于模拟器件的匹配误差造成的，该类非线性通常和信号频率无关，被称为静态非线性。此外，部分非线性和信号的频率和幅度有关，该类非线性称为动态非线性。通常，为了降低ADC的静态非线性，在模拟设计中必须优化器件匹配，而这些设计考量通常是以增加ADC的成本和功耗为代价的。

因此，亟待提出一种改进的改善ADC静态非线性的设计方案。

【发明内容】

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

本发明要解决的技术问题在于提供一种模数转换器，其既可以改善模数转换器的静态非线性，也可以节约了模数转换器的模拟电路的成本和耗能。

为了解决上述问题，本发明提供一种模数转换器，其包括模数转换单元和修正码表。所述模数转换单元将模拟信号转换为数字码，并将所述数字码提供给所述修正码表，所述修正码表为每个数字码都存储有修正码，其在收到来自模数转换单元后的数字码后会找到对应的修正码并输出。

在一个实施例中，所述修正码的位数较所述数字码的位数高。

在一个实施例中，将已知幅度概率统计分布的模拟信号输入所述模数转换单元时，所述修正码表输出的修正码的概率统计分布与已知的幅度概率统计分布相一致。

根据本发明的另一方面，本发明提供一种模数转换器，其包括信号发生电路、数字补偿电路、模数转换单元和修正码表。所述信号发生电路产生已知幅度概率统计分布的模拟信号，并将所述模拟信号输出给模数转换单元，所述模数转换单元将输入的模拟信号转换为数字码，并将所述数字码提供给所述修正码表，所述修正码表为每个数字码都存储有修正码，其找到并输出所述数字码对应的修正码，所述数字补偿电路生成或更新所述修正码表内的修正码使得所述修正码表输出的修正码的概率统计分布与已知幅度概率统计分布相一致。

在一个实施例中，所述修正码的位数较所述数字码的位数高。

在一个实施例中，所述模数转换单元为随机码模数转换器。

在一个实施例中，所述模数转换单元包括有多级，其中除了最后1级的前几级的误差放大系数低于2。

在一个实施例中，所述信号发生电路为噪声发生电路，所述噪声发生电路包括相互串联的交流电源和电阻以及放大电路，所述放大电路用来放大所述电阻的热噪声来得到已知高斯分布的噪声信号。

在一个实施例中，假设信号发生器的输出信号的概率密度为p(x)，所述模数转换单元的码空间为0到N的整数，修正码为M比特，所述数字补偿电路采样修正码表的输出，在数字采样I次后，模数转换单元输出的数字码k的总样本表示为S(k)，

那么有：S(0)+S(1)+…+S(N)＝I，

定义归一样本密度：s(k)＝S(k)/I，

修正码表输出的修正码O(k)满足下述公式(1)：

O(k)＝sum(s(O)/p(O(0))+s(1)/p(O(1))+…+s(k)/p(O(k)))。

与现有技术相比，本发明中提出的模数转换器设置有数字修正码表，这样在本发明中可以利用数字方法来补偿模数转换器的静态非线性，由于引入数字补偿方案，模数转换器中的模拟电路可以放宽对静态非线性的要求，甚至可以完全不考虑码的静态非线性，进而节约了模数转换器的模拟电路的成本和耗能。

关于本发明的其他目的，特征以及优点，下面将结合附图在具体实施方式中详细描述。

【附图说明】

结合参考附图及接下来的详细描述，本发明将更容易理解，其中同样的附图标记对应同样的结构部件，其中：

图1为本发明中的模数转换器在一个实施例中的结构框图；

图2为本发明中的修正码表在一个实施例中的示意图；

图3为本发明中的模数转换器在另一个实施例中的结构框图；

图4为本发明中的模数转换单元在一个实施例中的结构框图；

图5为图4中的模数转换单元的输入输出示意图；和