[发明专利]自校准的全电容逐次逼近数模转换电路

权利要求书

1.一种自校准的全电容逐次逼近数模转换电路，其特征在于，包括：

数模转换器，所述数模转换器的第一端与Vin端电连接，所述数模转换器的第二端与Vref端电连接；

比较器电路，所述比较器电路的第一端与所述数模转换器的输出端电连接；

自动校准模块，所述自动校准模块的输出端与所述比较器电路的第二端电连接；

数字控制逻辑模块，所述数字控制逻辑模块的第一端与所述自动校准模块的输出端电连接，所述数字控制逻辑模块的第二端与EN_CAL信号端电连接，所述数字控制逻辑模块的第三端与EN信号端电连接，所述数字控制逻辑模块的第四端与时钟信号端电连接；

输出寄存器，所述输出寄存器的第一输出端与所述数模转换器的第三端电连接，所述输出寄存器的输入端与所述数字控制逻辑模块的输出端电连接，所述输出寄存器的第二输出端为数模转换电路的信号输出端；

一放大器，所述放大器的正输入端与基准电压V_REFM端电连接，所述放大器的负输入端与所述放大器的输出端电连接，且所述放大器的输出端通过第七开关与所述比较器的负输出端电连接，所述放大器的输出端通过第七开关和一电容器与地端连接，所述放大器的输出端通过第八开关与所述比较器的正输入端电连接；

所述数模转换器包括多位MSB电荷按比例缩放子数模转换器和多位LSB电荷按比例缩放子数模转换器；

其中，每位所述MSB电荷按比例缩放子数模转换器均包括一电容器，每位所述MSB电荷按比例缩放子数模转换器的电容器相并联，且每个所述电容器的第一端均与一缩放电容的第一端电连接，每个所述电容器的第二端分别通过一第一开关与Vref端电连接、通过一第二开关和第三开关与Vin端电连接、通过一第二开关和第四开关与地端连接；

每位所述LSB电荷按比例缩放子数模转换器均包括一电容器，每位所述LSB电荷按比例缩放子数模转换器的电容器相并联，且每个所述电容器的第一端均与一缩放电容的第二端和所述数模转换器的输出端电连接，每个所述电容器的第二端分别通过一第五开关与Vref端电连接、通过一第六开关和第三开关与Vin端电连接、通过一第六开关和第四开关与地端连接；

所述数模转换器的输出端通过一电容器与地端连接，所述数模转换器的输出端与所述比较器的正输入端电连接；

校准过程包括：

采样阶段：

所有的开关转向VIN，同时所述第七开关和所述第八开关闭合，通过所述数模转换器采样输入电压VIN，同时给所述比较器共模电平VCM，此时缩放电容为电容Cs，大小可根据实际设计计算出，

连接所述比较器正输入端的电容(即MSB阵列电容、电容Cs和电容C_F)的上极板的电荷为：(V_in-V_cm)2C-V_cmC_F；

比较阶段：

所述第七开关和所述第八开关断开，所述比较器的负输入端电压通过电容器CM来保持；

假定所述LSB电荷的末端电容在比较阶段不接地，而是接Vref，根据比较阶段和转换阶段电荷守恒有：

其中，

代入上式得到，

其中，数模转换器的输出电压为：

得到比较器的输出：

其中，A为比较器增益。

2.根据权利要求1所述的自校准的全电容逐次逼近数模转换电路，其特征在于，所述比较器的调节输入失调电压的option为OPT2:0。