[发明专利]一种逐次逼近型模数转换器及其校准方法

权利要求书

1.一种逐次逼近型模数转换器，其特征在于，包括：

比较器；

数模转换器，包括分别接入所述比较器的第一输入端和第二输入端的第一电容阵列和第二电容阵列；

逻辑控制器，与所述比较器的输出端以及所述数模转换器相连接，用于根据所述比较器的输出结果控制所述数模转换器中各电容的第一极板和第二极板的连接；

所述第一电容阵列和所述第二电容阵列的结构相同，均包括：

采样电容阵列，包括依次连接且其电容权重值逐渐增大的第一权重电容阵列、第二权重电容阵列和第三权重电容阵列，所述第一权重电容阵列、所述第二权重电容阵列和所述第三权重电容阵列之间串联有桥接电容；所述第三权重电容阵列中的权重电容的第二极板采样输入电压，且所述采样电容阵列中各权重电容的第一极板和第二极板均可连接至共模电压；

校准电容阵列，串联一单位电容后连接至所述第三权重电容阵列和所述第二权重电容阵列之间；且所述校准电容阵列与所述第一权重电容阵列以及所述第二权重电容阵列结构相同；

所述数模转换器具有所述第一电容阵列和所述第二电容阵列中各电容的第一极板和第二极板均连接至共模电压后，第三权重电容阵列中各权重电容的第一极板与共模电压断开，以获取所述比较器失调电压的第一校准模式；所述逻辑控制器用于控制所述校准电容阵列中各校准电容的第一极板和第二极板的连接以不断逼近所述比较器失调电压，获取第一校准码。

2.根据权利要求1所述的逐次逼近型模数转换器，其特征在于，所述采样电容阵列还包括：

三个动态误差补偿电容，其分别设置于所述第一权重电容阵列、所述第二权重电容阵列和所述第三权重电容阵列内；所述动态误差补偿电容的连接结构与对应的权重电容阵列中的权重电容的连接结构相同；

两个哑铃电容，分别设置于所述第一权重电容阵列和所述第二权重电容阵列内，所述哑铃电容的第一极板与对应权重电容阵列中的权重电容共节点，第二极板连接至共模电压；

所述数模转换器还具有自权重值最大的权重电容开始，依次将各权重电容作为第一待校准电容，所述第一电容阵列和所述第二电容阵列中各电容的第一极板和第二极板均连接至共模电压后，第三权重电容阵列中的所有电容的第一极板与共模电压断开，权重值高于所述第一待校准电容的权重电容的第二极板接入共模电压，其他权重电容的第二极板接入反相参考电压，所述第一待校准电容的第二极板接入正相参考电压，所述动态误差补偿电容的第二极板接入共模电压，以获取所述第一待校准电容的等效误差电压的第二校准模式；

所述逻辑控制器还用于控制所述校准电容阵列中各校准电容的第一极板和第二极板的连接以不断逼近所述第一待校准电容的等效误差电压，获取第二校准码。

3.根据权利要求2所述的逐次逼近型模数转换器，其特征在于，所述数模转换器还具有依次将各所述动态误差补偿电容作为第二待校准电容，所述第一电容阵列和所述第二电容阵列中各电容的第一极板和第二极板均连接至共模电压后，第三权重电容阵列中的所有电容的第一极板与共模电压断开，权重值高于所述第二待校准电容的权重电容以及另两个动态误差补偿电容的第二极板接入共模电压，其他权重电容的第二极板接入反相参考电压，所述第二待校准电容的第二极板接入正相参考电压，以获取所述第二待校准电容的等效误差电压的第三校准模式；

所述逻辑控制器还用于控制所述校准电容阵列中各校准电容的第一极板和第二极板的连接以不断逼近所述第二待校准电容的等效误差电压，获取第三校准码。

4.根据权利要求3所述的逐次逼近型模数转换器，其特征在于，所述采样电容阵列还包括：

一固定补偿电容，其第一极板与所述第一权重电容阵列中的权重电容共节点，第二极板可连接至共模电压或者反相参考电压；当所述数模转换器处于第一校准模式、第二校准模式或者第三校准模式时，所述固定补偿电容的第二极板均接入参考电压；当所述逻辑控制器控制所述采样电容阵列不断逼近所述输入电压，获取数字输出时，所述固定补偿电容的第二极板接入所述共模电压。

5.根据权利要求4所述的逐次逼近型模数转换器，其特征在于，所述固定补偿电容为一单位电容。