[发明专利]具有背景校准技术的模数转换器

说明书

本发明公开具有背景校准技术的模数转换器。在其中正在进行模数转换信号的正常的ADC操作期间，例如由于电容器失配漂移和其他参数漂移，各种技术可以提供背景校准ADC线性误差的能力。一种方法可以包括将ADC的电容器分组成多个集群，并在任意信号条件下进行校准。为了快速收敛校准结果，相同的任意信号可以被转换两次，并且被校准的电容器可以在第一次转换之后被调制。第一和第二转换的结果之间的差可以包含可以用于校准的误差信息，并且可以通过该过程去除信号分量。这些技术可以提供20位和更高级别的改进的线性度。

技术领域

本公开涉及模数转换器电路和系统领域。

背景技术

电子系统可以包括模数(A/D)转换器(ADC)。将模拟信号转换为数字量允许电子系统中的处理器为系统执行信号处理功能。ADC电路的性能可能取决于环境条件，如温度和制造过程中可能发生的变化。较高准确度的ADC电路(例如，其中ADC电路的位数是十二或更大)可在其工作寿命期间多次需要校准以避免位权重误差。本发明人已经认识到需要改进ADC的校准。

发明内容

本文件一般涉及模数转换器(ADC)电路，并且特别涉及ADC电路的校准。

在一些方面中，本公开涉及一种对包括多个电容器的模数转换器系统执行校准的方法。所述方法包括：在所述多个电容器中的至少一些上获取模拟信号的第一样本；将所述多个电容器分组为至少第一集群的电容器和第二集群的电容器；从所述第一集群中选择电容器的组合并施加第一参考电压，以及从所述第二集群中选择电容器的组合并施加不同的第二参考电压；执行模拟样本的第一模数转换以产生第一数字输出D1；将所述第二参考电压施加于已经施加所述第一参考电压的先前选择的电容器，并将所述第一参考电压施加于先前已经施加所述第二参考电压的先前选择的电容器；至少部分执行相同的模拟样本的第二模数转换以产生第二数字输出D2；和确定所述第一数字输出D1和所述第二数字输出D2之间的差值以产生多个电容器中的至少一个的第一误差的估计。

在一些方面中，本公开涉及一种对模数转换器系统执行校准的方法，所述模数转换器系统包括具有第一多个电容器的电容式数模转换器和具有第二多个电容器的电容器组。所述方法包括：在第一多个电容器中的至少一些上获取模拟信号的第一样本；将第一多个电容器分组为至少第一集群的电容器和第二集群的电容器；将所述第一集群分组为具有标称第一权重以接收所述第一参考电压的电容器的第一组合，以及将所述第二集群分组为具有不同于所述标称第一权重的标称第二权重的电容器的第一组合；从具有第一标称权重的电容器组的第二多个电容器中选择第一组的电容器并施加第二参考电压；使用第一组合执行模拟样本的第一模数转换以产生第一数字输出D1；将所述第二参考电压施加于电容器的第一组合并将所述第一参考电压施加于先前已经施加所述第二参考电压的先前选择的电容器组的电容器的第一组；使用电容器的第一组合至少部分执行相同的模拟样本的第二模数转换以产生第二数字输出D2；和确定所述第一数字输出D1和所述第二数字输出D2之间的差值以产生多个电容器的第一误差的估计。