[发明专利]一种应用于16位低功耗逐次逼近型模数转换器的比较器失调电压校准方法

权利要求书

1.一种应用于16位低功耗逐次逼近型模数转换器的比较器失调电压校准方法，所述16位低功耗逐次逼近型模数转换器包括：比较器、电容DAC阵列、控制逻辑和时钟产生电路，其中，所述电容DAC阵列包括完全相同的上电容阵列和下电容阵列；

正端输入信号通过采样开关连接到上电容阵列的上极板，该上电容阵列的上极板连接所述比较器的正输入端，负端输入信号通过采样开关连接到下电容阵列的上极板，该下电容阵列的上极板连接所述比较器的负输入端；

所述比较器的差分输出端通过所述控制逻辑后产生控制信号来控制上下电容阵列的下极板开关，使上下电容阵列的下极板连接到对应的电平上，且控制信号用于控制比较器的时钟；上下电容阵列均包括高段电容阵列、中段电容阵列和低段电容阵列；

所述高段电容阵列通过桥接电容与所述中段电容阵列相连接，所述中段电容阵列通过桥接电容与低段电容阵列相连接；其特征在于，所述中段电容阵列包括校准电容Cd2，所述校准电容Cd2包括31个单位电容，所述低段电容阵列包括校准电容Cd3，所述校准电容Cd3包括15个单位电容；

所述失调电压校准方法包括如下步骤：

步骤S1、校准开始，获取比较器初始比较结果D0；

并且按照校准电容Cd2在前，校准电容Cd3在后的编序规则，对上电容阵列中的校准电容Cd2以及校准电容Cd3进行依次编序，获得上电容序列Ci，按照相同的编序规则，对下电容阵列中的校准电容Cd2以及校准电容Cd3同样进行依次编序，获得相同的下电容序列Ci；

步骤S2、从所述上电容序列Ci以及所述下电容序列Ci中选择第一个单位电容同时进行调整，根据获取的初始比较结果D0，调整该第一个单位电容下极板的切换位置，然后获得比较器输出的比较结果D1；

然后判断比较结果D1是否与初始比较结果D0相同，若不相同，则校准完成；

若相同，则同样根据初始比较结果D0，继续切换所述上电容序列Ci以及所述下电容序列Ci中第二个单位电容的下极板，获得比较器输出的比较结果D2；

步骤S3、判断比较结果D2与初始比较结果D0是否相同，若相同，则同样根据初始比较结果D0，继续对序列中第三个单位电容进行调整，循环进行，直到比较器输出的比较结果Di与初始比较结果D0不相同；

步骤S4、判断i是否大于31，若i大于31，则校准完成；

若i小于31，将初始比较结果D0重新赋值为比较结果Di，并且跳过序列中的前三十一个单位电容，根据重新赋值后的初始比较结果D0，对序列中第三十二个单位电容进行调整，获取比较结果D32；

步骤S5、判断比较结果D32是否与重新赋值后的初始比较结果D0相同，若不相同，则校准完成；

若相同，则根据重新赋值后的初始比较结果D0，对序列中下一个单位电容进行调整，循环进行，直到比较器最新的比较结果不等于重新赋值后的初始比较结果D0。

2.根据权利要求1所述的一种应用于16位低功耗逐次逼近型模数转换器的比较器失调电压校准方法，其特征在于，根据初始比较结果D0，对序列中的单位电容进行调整具体为：

若初始比较结果D0为1，则将上电容序列Ci中的单位电容的下极板切换到GND，并且将下电容序列Ci中的单位电容的下极板切换VDD；

若初始比较结果D0为0,则将上电容序列Ci中的单位电容的下极板切换到VDD，并且将下电容序列Ci中的单位电容的下极板切换GND。

3.根据权利要求2所述的一种应用于16位低功耗逐次逼近型模数转换器的比较器失调电压校准方法，其特征在于，在校准开始之前，将所述上电容序列Ci以及所述下电容序列Ci中电容的下极板全部接到Vcm。

4.根据权利要求3所述的一种应用于16位低功耗逐次逼近型模数转换器的比较器失调电压校准方法，其特征在于，在所述步骤S4中，若i小于31，将序列中第i个单位电容的下极板重新接到Vcm。

5.根据权利要求4所述的一种应用于16位低功耗逐次逼近型模数转换器的比较器失调电压校准方法，其特征在于，所述校准电容Cd2和所述校准电容Cd3的单位电容容值相同，均为1Cu，并且所述校准电容Cd2中一个单位电容对应的权重是所述校准电容Cd3中一个单位电容对应的权重的16倍。