[发明专利]高精度数据转换的电荷补偿校准

摘要

一个校准模数转换器(ADC)有一X侧阵列的二进制加权电容器，电容器连接到X侧线，Y侧阵列有相同排列的二进制加权电容器，其连接到Y侧线。每个阵列都有从最高有效比特(MSB)到最低有效比特(MSB)的二进制加权电容器，但是LSB电容器被复制成终止电容器，而较高和较低组之间的中间电容器被复制成代理电容器。在校准时，较低组电容器被切换至低，而X和Y阵列的较高组电容器被温度计码驱动。对于X阵列，温度计值被反转，但是对于Y阵列，温度计值保持不反转。较低阵列被校验以找到一使X和Y侧电压平衡的校准值。当校准X阵列时，通过温度计码驱动Y阵列，减小了开关馈通干扰。

主权项

一种校准DAC的方法，包括：在预充电阶段：将X线和Y线接地，X线和Y线连接到一个比较器的输入；所有与X线连接的电容器为X侧阵列，所有与Y线连接的电容器为Y侧阵列；对X侧阵列和Y侧阵列，将温度计码驱动给较高的一组二进制加权电容器和一个代理电容器，代理电容器的电容值等于较高组里最小电容器的电容值；其中，当校准目标电容器时，温度计码驱动目标电容器至低，并驱动较高组里的较低电容器至高；其中，温度计码也驱动任何较大电容器至低，较大电容器是指比目标电容器有更大的电容值；对X侧阵列和Y侧阵列，驱动较低的一组二进制加权电容器中所有电容器至低，并驱动一个终止电容器至低，终止电容器的电容值等于较低组里最小电容器的电容值；在底板取样阶段：浮起X线和Y线，允许比较器比较X和Y侧电压；在误差获取阶段：反转应用到较高组的温度计码，使得X侧阵列里的目标电容器和任何较大电容器都驱动至高，较低电容器都驱动至低；其中在通过X线连接的目标电容器和较低电容器之间出现电荷共享；继续驱动温度计码到Y侧阵列里较高组；在校准搜索阶段：驱动一具有高和低数值的检验序列到Y侧阵列里较低的那组二进制加权电容器；继续驱动X侧阵列里较低的那组二进制加权电容器和终止电容器至低；比较X线和Y线的电压，调整应用到较低组的高和低数值，直到比较器检测到最小电压差；将应用到Y侧阵列里较低组的高和低数值存储为目标电容器的校准值，其产生最小电压差。