[发明专利]一种SAR-ADC高位电容阵列的计算、校准方法

说明书

一种SAR‑ADC高位电容阵列的计算、校准方法，所述计算方法包括步骤：多次量化预计算的高位电容，并计算每次量化后预计算的高位电容的实际权值；计算每次量化后预计算的高位电容的实际权值的平均值，作为预计算的高位电容的实际权值。本发明的SAR‑ADC高位电容阵列的计算、校准方法，利用整个频域内均匀分布的电路本征噪声，对低位数ADC量化噪声频谱进行展频，从而实现高位数高精度的ADC量化噪声，并且在此过程中实现电容匹配校准。

技术领域

本发明涉及集成电路设计技术领域，特别是涉及一种SAR-ADC高位电容阵列的计算、校准方法。

背景技术

近年来，高速无线设备的发展成为驱动集成电路技术进步的重要推动力。典型的无线接收系统包括，天线、混频器、模拟滤波器、模数转换器、数字滤波器，以及降采样模块等等。其中，模数转换器是连接模拟和数字系统的桥梁，其性能直接影响着整体系统的线性度、功耗、带宽等关键技术指标。

而相较于其他模数转换器的架构，逐次逼近型模数转换器不需要线性增益模块，更适合深亚微米工艺的演进路线，目前已成为业界的研究热点。高速高精度的逐次逼近型模数转换器通常采用冗余位解决高位建立时间不够的情况，但是即便如此，电容的匹配精度依然满足不了高精度需求，因此势必要对电容进行电容匹配度校准。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种SAR-ADC高位电容阵列的计算、校准方法，基于扰动理论，利用电路的本征噪声实现高位数电容阵列的校准精度。

为实现上述目的，本发明提供的SAR-ADC高位电容阵列的计算方法，包括以下步骤：

多次量化预计算的高位电容，并计算每次量化后预计算的高位电容的实际权值；

计算每次量化后预计算的高位电容的实际权值的平均值，作为预计算的高位电容的实际权值。

所述量化预计算的高位电容的步骤进一步包括以下步骤：

将低位电容的电容值作为理想的电容值；

采样阶段：预计算的高位电容及其余高位电容的下级板接地，低位电容的下级板接基准电压V_ref；电容阵列的上级板短接，并与共模电压V_cm相连；

转换阶段：将预计算的高位电容的下级板从接地切换到接基准电压V_ref。

进一步地，所述低位电容为电容阵列中电容权值低于预计算的高位电容的所有电容。

进一步地，所述计算每次量化后预计算的高位电容的实际权值的步骤包括以下步骤：

量化预计算的高位电容后，计算预计算的高位电容的上级板的输出电压V₁，V₁的计算公式如下：

V₁＝V_cm+C_jp/C_total，

其中，C_jp为预计算的高位电容的电容值；C_total为预计算的高位电容所在的电容阵列的总电容值。

进一步地，所述计算每次量化后预计算的高位电容的实际权值的步骤还包括以下步骤：

计算预计算的高位电容的上级板的输出电压V₁与共模电压V_cm的差值，得到预计算的高位电容的实际权值。

进一步地，所述电容阵列包括：通过上级板与比较器正向输入端相连的上端电容阵列，以及通过上级板与比较器负向输入端相连的下端电容阵列；

比较器正、负向输入端短接，且比较器正、负向输入端总的输入信号为共模电压V_cm。