[发明专利]模数转换器、模数转换器的失调校准方法及相关设备

说明书

本申请实施例公开了一种模数转换器、模数转换器的失调校准方法及相关设备，该模数转换器包括比较器、正端电容和负端电容，比较器包括正输入端、负输入端和输出端，正端电容包括正端电容上极板和正端电容下极板，负端电容包括负端电容上极板和负端电容下极板；负端电容下极板用于对模数转换器的失调电压进行量化以得到量化结果，量化结果为所有参与量化的负端电容下极板的电压都经过调整，以使正输入端和负输入端的电压差值逼近补偿电压时，负端电容下极板的电压调整值，量化结果用于调整负端电容下极板的电压以消除失调电压。本申请实施例实现了降低对模数转换器失调校准时的模拟电路以及时序控制电路的工作复杂度。

技术领域

本申请实施例涉及电学领域，尤其涉及一种模数转换器、模数转换器的失调校准方法及相关设备。

背景技术

逐次逼近模数转换器具有结构简单，功耗低，芯片面积小的优点，因此被广泛应用于可穿戴设备等场合。

比较器是逐次逼近型模数转换器的核心模块。比较器电路一般采用全差分结构，差分对管在芯片生产中都有可能产生失配，从而造成模数转换器出现失调，使得量化结果出现偏差。因此，模数转换器中要增加失调校准功能，作用是测量电路存在的失调电压并对其进行消除，以此来提高模数转换器精度。现有的失调消除方法大部分是在电路的模拟端实现，通常是在比较器电路中加入自调零电容，通过适当的时序控制，将失调电压减小。

但是，这种失调消除方法必须在比较器前加入预放大器，并且需要引入额外的电容，开关以及时序控制，在每次模数转换器量化开始前需重复上述消除过程，增加了模拟电路以及时序控制电路的复杂度。

发明内容

本申请实施例提供一种模数转换器，用于降低对模数转换器失调校准时的模拟电路以及时序控制电路的工作复杂度。本申请实施例还提供了相应的模数转换器的失调校准方法、计算机设备和计算机可读存储介质。

本申请实施例提供的一种模数转换器包括比较器、正端电容和负端电容，所述比较器包括正输入端、负输入端和输出端，所述正端电容包括正端电容上极板和正端电容下极板，所述负端电容包括负端电容上极板和负端电容下极板，所述正输入端与所述正端电容上极板连接，所述负输入端与所述负端电容上极板连接；

所述负端电容下极板用于对所述模数转换器的失调电压进行量化以得到量化结果，所述失调电压为使所述输出端的电压为亚稳态时所述正输入端和所述负输入端所需的补偿电压，所述量化结果为所有参与所述量化的负端电容下极板的电压都经过调整，以使所述正输入端和所述负输入端的电压差值逼近所述补偿电压时，所述负端电容下极板的电压调整值，所述量化结果用于调整所述负端电容下极板的电压以消除所述失调电压。

可选的，所述负端电容下极板具体用于对所述模数转换器的失调电压进行多次量化以得到多个量化结果，所述电压调整值为所述多个量化结果的平均值。

可选的，所述模数转换器为逐次逼近模数转换器，所述量化基于逐次逼近逻辑进行。

可选的，所述负端电容下极板具体用于根据所述模数转换器的失调电压量调整所述负端电容下极板的电压，得到中间量化结果；根据所述中间量化结果继续调整所述负端电容下极板的电压，得到新的中间量化结果；根据所述新的中间量化结果继续调整所述负端电容下极板的电压直至所有参与所述量化的负端电容下极板的电压都经过调整时，得到所述量化结果。

可选的，所述量化结果为用于表示所述电压调整值的二进制数组。

本申请实施例提供的一种模数转换器的失调校准方法，应用于上述的任意一种模数转换器，该方法包括：

对所述模数转换器的失调电压进行量化以得到量化结果，所述失调电压为使所述模数转换器的比较器的输出端电压为亚稳态时所述比较器的正输入端和负输入端所需的补偿电压，所述量化结果为所述模数转换器中所有参与所述量化的负端电容下极板的电压都经过调整，以使所述正输入端和所述负输入端的电压差值逼近所述补偿电压时，所述负端电容下极板的电压调整值；