[发明专利]冗余自适应电荷再分布模数转换器的校准方法

权利要求书

1.一种冗余自适应电荷再分布模数转换器的校准方法，其特征在于，基于一自适应电荷再分布模数转换器；

该自适应电荷再分布模数转换器包括：DAC电容阵列、开关网络、比较器、逻辑控制电路、寄存器和自适应滤波器；其中，DAC电容阵列在自适应电荷再分模数转换器的采样阶段作为采样保持电路对模拟信号进行采样，在逐次逼近阶段提供合适的参考电平以完成模拟信号的量化；开关网络在逐次逼近过程中控制DAC电容阵列的不同连接方式以提供不同的参考电平；比较器完成每次比较并得到一位二进制输出结果；逻辑控制电路控制整个自适应电荷再分模数转换器有序准确地工作；寄存器存储DAC电容阵列权重向量，自适应滤波器完成DAC权重向量的迭代估计；

该校准方法包括：

步骤A：输入模拟信号被DAC电容阵列采样并保持；

步骤B：在H0方案下，在开关网络的控制下，DAC电容阵列通过逐次逼近及电荷再分布，并与比较器提供的参考电平进行比较，完成模拟信号量化，得到输出二进制码D0；

步骤C：在H1方案下，在开关网络的控制下，DAC电容阵列通过逐次逼近及电荷再分布，并与比较器提供的参考电平进行比较，完成模拟信号量化，得到输出二进制码D1；

步骤D：自适应滤波器从寄存器中提取DAC电容权重向量；

步骤E：自适应滤波器利用输入的D0、D1，完成DAC电容权重向量W的迭代估计；以及

步骤G：接收下一输入模拟信号，重复执行步骤A，直至模拟信号输出完毕；

其中，所述自适应电荷再分布模数转换器中的DAC电容阵列构成的向量为：

C＝(C_MSB,C_MSB-1,………,C₂,C₁,C₀)

在MSBs位二进制码的确定过程中，设第k位二进制码对应的置位电容为C_k；在H0方案中，对应的比较电容为C_k0；在H1方案中，对应的比 较电容为C_k1；Hi方案中，冗余电容为c_ki，其中i＝0,1；

以下数学关系成立：

C_k＝C_k0且C_k∈C_k1或C_k＝C_k1且C_k∈C_k0,k∈MSBs

c_ki＝C_ki-C_k，i＝0,1

在满足上述的约束条件下，C_ki或c_ki可动态随机改变，在电路实现时，通过逻辑控制电路及开关网络，动态随机分配相应电容实现。

2.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，自适应电荷再分布模数转换器中，输入模拟信号、V_ref、-V_ref，及地电压由开关网络接入并连接至DAC电容阵列中；在采样阶段，DAC电容阵列中，各电容的上极板连接信号V_cm。

3.根据权利要求2所述的校准方法，其特征在于，所述步骤B包括：

子步骤B1：断开DAC电容阵列中所有电容的上极板与V_cm的开关；

子步骤B2：将C_MSB电容的下极板接V_ref，剩余电容的下极板接-V_ref，电容的下极板将完成电荷再分布；

子步骤B3：当电荷再分布完成，打开比较器，比较器输出数字信号中MSB位的比较结果“0”或“1”，该输出结果在最终输出数字信号中的权重为C_MSB电容在所有电容总和中的权重；

子步骤B4：如果输出结果为“1”，保留C_MSB电容下极板与V_ref的连接，如果为“0”，将C_MSB电容下极板连接-V_ref；以及

子步骤B5：以同样的方式，逐次逼近得到MSB-1，MSB-2，……位的二进制码。