[发明专利]基于电荷域信号处理的DAC失调误差校准电路

说明书

本发明提供了一种基于电荷域信号处理的DAC失调误差校准电路，其特征是包括：电流检测电阻Rd，参考基准产生电路、误差放大电路、K位电荷域模数转换器、控制电路以及补偿电路。该误差校准电路包括校准模式和补偿模式，在电路工作时先进入校准模式，后进入补偿模式。该误差校准电路可根据系统精度和硬件开销自动折衷选择校准精度，并且具有低功耗特点。

技术领域

本发明涉及一种误差校准电路，具体来说是一种采用电荷域信号处理技术的DAC失调误差校准电路。

背景技术

数模转换器（DAC）是将输入数字信号转换成输出模拟信号的电子电路。由输入到DAC 的数字信号表示的数值相当于由DAC 输出的模拟信号的幅度。各种因素决定了DAC 的性能，包括速度、分辨率以及噪音。速度指DAC 将数字值转换成稳定的模拟信号所需要的时间。

高性能DAC 对以高频和低噪音转换高分辨率的数据非常有用。电流舵型结构是用于快速采样应用的选择的结构，其中每个位或转换的数据位都被用于在一对节点之间转换源自电流源的电流。应用于无线通信设备和雷达等设备的高速DAC输出电流的稳定性至关重要。传统的发射型数模转换器输出电流一般固定为20mA，由于制作工艺、工作环境等的影响，会使得输出电流存在直流失调。

在一般的数模转换器中，直流失调补偿电流的设置是通过一个外接的运算放大器进行设置的，根据不同的应用，设置不同的电阻，从而确定不同的输出电流。在应用一般的数模转换器时，外接电阻一旦设定，补偿电流就无法发生改变。在实际应用中，由于加工工艺的波动、工作环境的变化等，使得发射型数模转换器的直流失调不尽相同。在一般的DAC中，直流失调补偿电流的精度与外接电阻直接相关，由于在板级应用中电阻阻值精度是有限的和不可控的，因此直流失调补偿电流的精度也是有限的和不可控的。在要求对直流失调补偿电流进行精确控制的应用中，一般的补偿系统无法满足精度要求。因此设计新型集成于数模转换器芯片内的高精度失调误差校准电路很有现实意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种低功耗的高精度失调误差校准电路。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于电荷域信号处理的DAC失调误差校准电路，其特征是包括：电流检测电阻Rd，参考基准产生电路、误差放大电路、K位电荷域模数转换器、控制电路以及补偿电路；

上述电路的连接关系为：电流检测电阻Rd分别连接数模转换器的差分电流输出端，并分别连接到误差放大电路的第一和第二输入端；参考基准产生电路的控制输入端连接到控制电路的K位选择码输出端口，参考基准产生电路的差分基准电压输出端连接到误差放大电路的第三和第四输入端；误差放大电路的差分电压输出端连接到K位电荷域模数转换器的差分电压输入端；K位电荷域模数转换器的K位量化码输出到控制电路的误差输入端口；控制电路的N位校准码和K位补偿码输出端分别连接到补偿电路的第一和第二输入端口，控制电路的校准控制信号Ctrl输出端口同时连接到误差放大电路、K位电荷域模数转换器、以及补偿电路的校准控制信号Ctrl输入端口；补偿电路的第三输入端口连接数模转换器的N位输入码，补偿电路的输出端口将N位转换码连接到数模转换器的译码电路；

其中，N为任意正整数，K为不大于N的正整数。

所述基于电荷域信号处理的DAC失调误差校准电路，其特征是包括校准模式和补偿模式；并且在电路工作时先进入校准模式，后进入补偿模式；在进入校准模式时，N位输入码不能输入到待校准的N位数模转换器的译码电路，N位校准码输入到待校准的N位数模转换器的译码电路，此时K位补偿码无效；在进入补偿模式时，N位输入码输入到待校准的N位数模转换器的译码电路，N位校准码不能输入到待校准的N位数模转换器的译码电路，此时K位补偿码有效，并开始对待校准的N位数模转换器进行失调补偿。

当所述基于电荷域信号处理的DAC失调误差校准电路进入校准模式时，电路的工作顺序如下：