[发明专利]流水线ADC的后台校准方法及电路

摘要

本发明提供了一种流水线ADC的后台校准方法，用于流水线ADC的每个需要校准的流水级，该方法包括：将第一输入信号Vin+(nTs)和第二输入信号Vin‑(nTs)分别输入第一和第二通道；将第一数字输出信号VADC1[n]、第二数字输出信号VADC2[n]、第一随机数Pn1[n]、第二随机数Pn2[n]、第一后端输出信号Rn1[n]、第二后端输出信号Rn2[n]进行后处理过程，以得到校准后的输出信号Do[n]。本发明提供了一种应用上述方法的流水线ADC的校准电路。本发明的流水线ADC的后台校准方法及电路，能够同时校准由于运算放大器的增益不足和与其前端的电容不匹配而引入的一阶和三阶误差，并且提高了校准算法的收敛速度。

主权项

一种流水线ADC的后台校准方法，用于流水线ADC的每个需要校准的流水级，该方法包括：步骤S0：将与当前流水级的模拟输入信号V_in(nT_s)相关的第一输入信号V_in+(nT_s)和第二输入信号V_in‑(nT_s)分别输入第一和第二通道，所述第一和第二通道均包括依次连接的子ADC、子DAC、减法器、和余量放大器，其中，将所述第一输入信号V_in+(nT_s)经过所述第一通道的子ADC量化之后的第一数字输出信号V_ADC1[n]，与第一随机数P_n1[n]加和后输入到所述第一通道的子DAC，将所述第二输入信号V_in‑(nT_s)经过所述第二通道的子ADC量化之后的第二数字输出信号V_ADC2[n]，与第二随机数P_n2[n]加和后输入到所述第二通道的子DAC；步骤S1：将所述第一通道的余量放大器输出的第一余量输出信号V_R1(nT_s)输出到下一个流水级的第一通道，并将所述当前流水级之后的所有流水级的第一通道输出的每个数字输出信号进行线性加和，得到第一后端输出信号R_n1[n]；并且，将所述第二通道的余量放大器输出的第二余量输出信号V_R2(nT_s)输出到下一个流水级的第二通道，并将所述当前流水级之后的所有流水级的第二通道输出的每个数字输出信号进行线性加和，得到第二后端输出信号R_n2[n]；以及，步骤S2：将所述第一数字输出信号V_ADC1[n]和第二数字输出信号V_ADC2[n]、所述第一随机数P_n1[n]和第二随机数P_n2[n]、所述第一后端输出信号R_n1[n]和第二后端输出信号R_n2[n]进行后处理过程，以得到校准后的输出信号Do[n]，其中，所述第一输入信号V_in+(nT_s)和第二输入信号V_in‑(nT_s)满足：$V_{\mathrm{in}+}\left(n{T}_s\right)=-V_{\mathrm{in}-}\left(n{T}_s\right)=\frac{1}{2}{V}_{\mathrm{in}}\left(n{T}_s\right),$所述第一随机数P_n1[n]满足：$P_{n1}\left[n\right]=\left\{\begin{array}{c}{A}_{\mathrm{pn}1}\·P_n\left[n\right];\left(\mathrm{Ctrl}\right[1:0]=00)\\ A_{\mathrm{pn}2}\·P_n\left[n\right];\left(\mathrm{Ctrl}\right[1:0]=01)\\ A_{\mathrm{pn}1}\·P_n\left[n\right];\left(\mathrm{Ctrl}\right[1:0]=10)\\ A_{\mathrm{pn}2}\·P_n\left[n\right];\left(\mathrm{Ctrl}\right[1:0]=11)\end{array}\right.,$所述第二随机数P_n2[n]满足：$P_{n2}\left[n\right]=\left\{\begin{array}{c}{A}_{\mathrm{pn}1}\·P_n\left[n\right];\left(\mathrm{Ctrl}\right[1:0]=00)\\ A_{\mathrm{pn}2}\·P_n\left[n\right];\left(\mathrm{Ctrl}\right[1:0]=01)\\ u\·A_{\mathrm{pn}1}\·P_n\left[n\right];\left(\mathrm{Ctrl}\right[1:0]=10)\\ u\·A_{\mathrm{pn}2}\·P_n\left[n\right];\left(\mathrm{Ctrl}\right[1:0]=11)\end{array}\right.,$其中，Ctr1[1：0]为控制信号，Pn[n]为均值为0且取值为1和‑1的随机信号，A_pn1、A_pn2和u分别为三个常数。