[发明专利]带有线性校准的模拟/数字转换

说明书

技术领域

实施例总体上涉及模拟/数字转换，并且更具体地说，本主题的实施例涉及模拟/数字转换器(ADC)中的装置校准。更具体来说，实施例涉及ADC中的非线性误差的校正。

背景技术

在许多现代电子器件应用中，在许多应用中需要将模拟值转换成数字值。例如，在一些应用中，可能需要将连续物理量(诸如电压)转换成表示物理量的幅值的数字值。模拟/数字转换器(ADC)是提供此转换的电子装置。

ADC中的一个持续的问题是需要校准。在ADC中，可使用校准来测量和调节模拟输入与数字输出之间的关系。具体地说，可使用这些校准来校正ADC的非线性并且改善ADC的精确度。例如，可使用这些校准来补偿环境变化(例如温度变化)引起的非线性。

令人遗憾的是，当前ADC中的校准技术对于许多要求严格的应用没有足够的精确度。例如，在具有高度非线性的ADC中，使用标准技术的校准的精确度可能是不够的。这一点对于非线性被不良表征的ADC而言尤其成立，因为当前用于校准不良表征的非线性的技术特别成问题。因此，需要用于ADC校准的经过改善的装置和技术。

发明内容

在一种实施方式中，提供一种模拟/数字转换器(ADC)，其包括：

ADC输入端，其被配置成接收模拟输入信号；

ADC输出端，其被配置成输出对应于所述模拟输入信号的数字输出信号；

校准系统，所述校准系统耦接到所述ADC输入端和所述ADC输出端，所述校准系统被配置成：

接收输出值集合；

选择多个局部化输出值集合；

为所述多个局部化输出值集合中的每个局部化输出值集合确定局部化多顶式内插元素；

在对应的未校正的输出点评估每个所述局部化多顶式内插元素；以及

从每个所述评估的局部化多顶式内插元素生成多个经过校正的输出值。

在一些实施方式中，所述校准系统被配置成生成输入值集合，并且向所述ADC输入端施加所述输入值集合，并且所述校准系统进一步被配置成从所述ADC输出端接收所述输出值集合。

在一些实施方式中，所述校准系统进一步包括复制ADC，并且所述校准系统被配置成生成输入值集合，并向所述复制ADC施加所述输入值集合，并且所述校准系统进一步被配置成从所述复制ADC接收所述输出值集合。

在一些实施方式中，所述ADC包括多个通道，所述多个通道中的每个通道被配置成执行模拟/数字转换，并且所述校准系统被配置成在所述多个通道之间切换，以便于选择性地从每个通道接收所述输出值集合以校准每个通道。

在一些实施方式中，所述校准系统被配置成校准所述多个通道中的一个通道，同时所述多个通道中的其它通道操作以对所述模拟输入信号执行模拟/数字转换。

在一些实施方式中，所述ADC包括基于逆变器的电压/电流(VI)转换器，所述基于逆变器的电压/电流(VI)转换器耦接到所述模拟输入端，并且配置成提供对所述模拟输入信号的电压/电流转换。

在一些实施方式中，所述基于逆变器的电压/电流(VI)转换器包括输出端，并且所述基于逆变器的电压/电流(VI)转换器的输出端耦接到电流控制环形振荡器的输入端。

在一些实施方式中，所述校准系统被配置成补偿所述基于逆变器的电压/电流(VI)转换器和所述电流控制环形振荡器该两个元件中的非线性。

在一些实施方式中，所述基于逆变器的电压/电流(VI)转换器仅仅用单级逆变器实施。

在一些实施方式中，所述单级逆变器不限于在所述ADC运行期间仅仅在饱和状态下操作。

在一些实施方式中，所述校准系统被配置成通过为所述多个局部化输出值集合中的每个局部化输出值集合计算基底函数，借此为所述多个局部化输出值集合中的每个局部化输出值集合确定局部化多顶式内插元素。

在一些实施方式中，所述多个局部化输出值集合中的每个局部化输出值集合的所述基底函数包括拉格朗日基底函数。

在一些实施方式中，每个所述局部化多顶式内插元素包括N次多顶式函数，其中N大于或等于3。

在一些实施方式中，所述多个局部化输出值集合中的每个局部化输出值集合与至少一个邻近局部化输出值集合重叠。

在一些实施方式中，所述校准计算器进一步被配置成用所述多个经过校正的输出值和多个未校正的输出值填充校正表。

在一种实施方式中，提供一种模拟/数字转换器(ADC)，其包括：