[发明专利]一种基于最小量化误差的流水线ADC的前端校准方法

权利要求书

1.一种基于最小量化误差的流水线ADC的前端校准方法，所述流水线ADC有N级，其中N为大于1的正整数；所述流水线ADC包括前N-1级的子级ADC和第N级的闪存式ADC；其特征在于，

在进行校准之前，通过模拟仿真所述流水线ADC电路得到所述流水线ADC中每一级的数字输出D_out；

根据仿真得到的所述第N级的闪存式ADC的数字输出D_out(Flash)计算所述流水线ADC前N-1级的模拟输出，具体步骤如下：

1.1将仿真得到的闪存式ADC的数字输出D_out(Flash)利用还原公式还原成闪存式ADC的模拟输入V_in(Flash)，所述闪存式ADC的模拟输入V_in(Flash)即为所述流水线ADC第N-1级的模拟输出V_out(N-1)；

所述还原公式为其中m为所述闪存式ADC的位数，V_ref为所述流水线ADC的参考电压；

1.2将第N-1级的增益Gain(N-1)设置为理想值，并将仿真得到的第N-1级的数字输出D_out(N-1)和1.1得到的第N-1级的模拟输出V_out(N-1)利用校准公式进行还原得到第N-1级输入电压V_in(N-1)，所述第N-1级输入电压V_in(N-1)即为第N-2级的模拟输出V_out(N-2)；

所述校准公式为其中C_i为流水线ADC的子级ADC内部采样电容；

1.3按照步骤1.2的方法依次得到所述流水线ADC前N-1级的模拟输出；

根据上述步骤得到的所述流水线ADC前N-1级的模拟输出和仿真得到的数字输出校准所述流水线ADC的前N-1级的增益，从所述流水线ADC的第一级增益开始校正，直到依次校正完所述流水线ADC的前N-1级增益为前端校准一次；

其中校正流水线ADC的第n级增益包括如下步骤，其中n取1至N-1中的任意一个正整数：

2.1：将所述流水线ADC中除第一级增益至第n级增益外的其他级增益设置为理想值，而第一级增益至第n-1级增益为校准后的增益；

2.2：对第n级增益从其理想值左右两侧以固定步长依次取值，每取一个第n级增益值Gain(n)按校准公式将第n级模拟输出V_out(n)和第n级数字输出D_out(n)进行还原得到第n级输入电压V_in(n)，所述得到的第n级输入电压V_in(n)为第n-1级的模拟输出V_out(n-1)；

所述校准公式为

2.3：将仿真得到的第n-1级数字输出D_out(n-1)和步骤2.2得到的第n-1级的模拟输出V_out(n-1)按校准公式进行还原得到第n-1级输入电压V_in(n-1)即第n-2级的模拟输出V_out(n-2)，此时的公式中第n-1级增益为校准之后的第n-1级增益；

2.4：根据步骤2.2和步骤2.3依次还原得到第一级输入电压V_in(1)；

2.5：对还原得到的第一级输入电压V_in(1)进行快速傅立叶变换分析计算得到有效位数；

2.6：对2.2中所取的每一个第n级增益值Gain(n)计算得到的有效位数进行分析，有效位数最大值对应的第n级增益的取值Gain(n)即为校准之后的第n级增益。