CN101295984B - 用来补偿模拟/数字转换器偏移量的偏移补偿电路 - Google Patents

用来补偿模拟/数字转换器偏移量的偏移补偿电路 Download PDF

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Abstract

在模拟/数字转换器的模拟信号输入端补偿输出的数字码的偏移值，以降低模拟/数字转换器于该数字码所产生的偏移量，并藉由交流耦合电容的辅助，在模拟信号输入端事先将直流偏压滤除。偏移补偿电路根据偏移值计算电路所计算的偏移值，在模拟信号输入端产生差动偏压值以事先补偿数字码所包含的偏移值。

Description

用来补偿模拟/数字转换器偏移量的偏移补偿电路
技术领域
本发明涉及一种偏移补偿电路，特别涉及一种用来补偿模拟/数字转换器偏移量的偏移补偿电路。
背景技术
在一般集成电路的工艺中，模拟/数字转换器所输出的数字码极容易产生偏移量，换言之，该数字码所代表的数值会与输入于模拟/数字转换器的模拟信号有所误差，此是因一般模拟/数字转换器受限于集成电路工艺上的非理想效应，因此会无可避免的具有一直流偏移误差。因此，现有技术中便已有提供计算出模拟/数字转换器的输出数字码的偏移值的偏移值计算电路与用来补偿该偏移值的偏移补偿电路，以直接将该偏移值补偿于该数字码来减少一般模拟/数字转换器所产生的误差。然而，一般所使用的偏移值计算电路或是偏移补偿电路却具有在成本上较为高昂，且设计上也较为复杂的缺点。
发明内容
本发明提供一种用来补偿模拟/数字转换器偏移量的偏移补偿电路。该偏移补偿电路包含一运算放大器、一第一电阻、一第二电阻、多个串联的第一调制电阻、多个第一调制开关、多个串联的第二调制电阻、及多个第二调制开关。该运算放大器的正输入端耦接于一直流电压源，且其负输入端耦接于该运算放大器的输出端。该第一电阻的第一端耦接于该运算放大器的输出端。该第二电阻的第一端耦接于该运算放大器的输出端。该多个串联的第一调制电阻的一开头调制电阻的第一端耦接于该第一电阻的第二端。该多个第一调制开关一一对应于该多个第一调制电阻。每一第一调制开关的第一端耦接于对应的第一调制电阻的第一端。每一第一调制开关的第二端耦接于一第一节点。该多个串联的第二调制电阻的一开头调制电阻的第一端耦接于该第二电阻的第二端。该多个第二调制开关一一对应于该多个第二调制电阻。每一第二调制开关的第一端耦接于对应的第二调制电阻的第一端。每一第二调制开关的第二端耦接于一第二节点。
附图说明
图1为本发明所提供的偏移补偿电路应用于一模拟/数字转换器模块的详细示意图。
附图符号说明
100       模拟/数字转换器模块
102       偏移补偿模块
104       第一电容
106       第二电容
108       模拟/数字转换器
110       偏移值计算电路
112       第一模拟信号源
114       第二模拟信号源
116       运算放大器
118       第一电阻
120       第二电阻
122       第一调制电阻
124       第二调制电阻
126       第一调制开关
128       第二调制开关
具体实施方式
为了补偿现有技术中所述模拟/数字转换器所产生的偏移值，并同时以简化的设计来节省偏移补偿电路的成本，本发明提供一种应用于模拟/数字转换器的偏移补偿电路，藉由反馈模拟/数字转换器所产生的偏移值的方式，在模拟/数字转换器的输入端就先行在所输入的模拟信号中补偿偏移值，以产生适当的共模电压来准确的抵销模拟/数字转换器所输出的数字码中的偏移值。
请参阅图1，其为本发明所提供的偏移补偿电路102应用于一模拟/数字转换器模块100的详细示意图。如图1所示，模拟/数字转换器模块100包含本发明所提供的偏移补偿电路102、一第一电容104、一第二电容106、一模拟/数字转换器108、以及一偏移值计算电路110。第一电容104的第一端耦接于模拟/数字转换器108的差动输入负端，且第二端耦接于一第一模拟信号源112。第二电容106的第一端耦接于模拟/数字转换器108的差动输入正端，且第二端耦接于一第二模拟信号源114。第一模拟信号源112与第二模拟信号源114所输出的一模拟信号藉由第一电容104与第二电容106滤除其直流偏压，换言之，在节点A与B的模拟信号其直流偏压差值为零，且第一电容104与第二电容106是一对交流耦合电容。当该模拟信号由节点A与B输入至模拟/数字转换器108后，模拟/数字转换器108会将该模拟信号转换为一数字码，并输出至偏移值计算电路110以计算模拟/数字转换器108在该数字码上所产生的偏移值。请注意，模拟/数字转换器108是一般所使用的模拟/数字转换器，因此会在所产生的数字码中带有偏移量。
本发明所提供的偏移补偿电路102包含一运算放大器116、一第一电阻118、一第二电阻120、多个第一调制电阻122、多个第二调制电阻124、多个第一调制开关126、及多个第二调制开关128。运算放大器116的正输入端耦接于一电位为VA的直流电压源。运算放大器116的负输入端耦接于运算放大器116的输出端。第一电阻118的第一端耦接于运算放大器116的输出端，且第二电阻120的第一端亦耦接于运算放大器116的输出端。多个第一调制电阻122互相串联，且多个第一调制电阻122在串联中的一开头电阻的第一端耦接于第一电阻118的第二端。多个第一调制开关126一一对应于多个第一调制电阻122。每一第一调制开关126的第一端耦接于对应的一第一调制电阻122的第一端。每一第一调制开关126的第二端皆耦接于图1所示的节点A。多个第二调制电阻124互相串联，且多个第二调制电阻124在串联中的一开头电阻的第一端耦接于第二电阻120的第二端。多个第二调制开关128一一对应于多个第二调制电阻124。每一第二调制开关128的第一端耦接于对应的一第二调制电阻124的第一端。每一第二调制开关128的第二端皆耦接于如图1所示的节点B。
关状态而形成电阻值可变的一等效电阻RP，Variable。藉由上述的各电阻值，可藉由电阻之间的分压微调位于图1所示A点的共模电压VIN(CM)的值，并微调图1所示B点的共模电压VIP(CM)的值。共模电压VIN(CM)与VIP(CM)的值可表示如下：
V IN ( CM ) = V A * R in , N R N + R N , Variable + R in , N - - - ( 1 )
V IP ( CM ) = V A * R in , P R P + R P , Variable + R in , P - - - ( 2 )
其中，电阻值RN，Variable与RP，Variable是由偏移值计算电路110所输出的一组偏移控制位控制多个第一调制开关126与多个第二调制开关128的关关状态所决定。换言之，偏移值计算电路110可藉由计算出来的偏移值来控制电阻值RN，Variable与RP，Variable的大小，(以微调如图1所示位于节点A且对应于第一模拟信号源112的电压VIN的共模电压VIN(CM)与VIP(CM)。藉由共模电压VIN(CM)与VIP(CM)之间的差动偏压值，便可在模拟/数字转换器108的二差动输入端就达成有效抵销或补偿模拟/数字转换器108的偏移值的目的。
在模拟/数字转换器模块100被开启后，会由第一模拟信号源112与第二模拟信号源114各自输入一模拟信号，且二模拟信号输入于模拟/数字转换器108后，会产生对应于该二模拟信号的一带有偏移量的数字码。该数字码输入至偏移值计算电路110后，偏移值计算电路110会计算出该数字码所包含的偏移值，并产生对应于该偏移值的一组偏移控制位以反馈至偏移补偿电路102中。藉由上述偏移补偿电路102根据等式(1)与等式(2)微调共模电压VIN(CM)与VIP(CM)的电位值的方式，该组被反馈的偏移控制位可用来有效的在模拟/数字转换器108的输入端就达到补偿模拟/数字转换器108在数字码上产生的偏移值的目的，以减少该数位码的偏移量。
本发明提供一种用于模拟/数字转换器的偏移补偿电路，藉由在模拟/数字转换器的输入端就补偿了所输出的数字码的偏移值的方式，减少该数字码的偏移量。再者，由于本发明所揭露的偏移补偿电路仅藉由分段电阻与微调阻抗的方式来事先抵销模拟/数字转换器在数字码上产生的偏移量，因此相较于现有技术的电路结构较简单，也节省成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种用来补偿模拟/数字转换器偏移量的偏移补偿电路，包含：
一运算放大器，其正输入端耦接于一直流电压源，且其负输入端耦接于该运算放大器的输出端；
一第一电阻，其第一端耦接于该运算放大器的输出端；
一第二电阻，其第一端耦接于该运算放大器的输出端；
多个串联的第一调制电阻，其中，该多个串联的第一调制电阻的一开头调制电阻的第一端耦接于该第一电阻的第二端；
多个第一调制开关，一一对应于该多个第一调制电阻，且每一第一调制开关的第一端耦接于对应的第一调制电阻的第一端，每一第一调制开关的第二端耦接于一第一节点；
多个串联的第二调制电阻，其中，该多个串联的第二调制电阻的一开头调制电阻的第一端耦接于该第二电阻的第二端；及
多个第二调制开关，一一对应于该多个第二调制电阻，且每一第二调制开关的第一端耦接于对应的第二调制电阻的第一端，每一第二调制开关的第二端耦接于一第二节点。
2.如权利要求1所述的偏移补偿电路，其中，该第一节点耦接于一第一电容的第一端，且该第一电容的第二端耦接于一第一模拟信号源；该第二节点耦接于一第二电容的第一端，且该第二电容的第二端耦接于一第二模拟信号源。
3.如权利要求2所述的偏移补偿电路，其中，每一第一调制开关的第二端耦接于一模拟/数字转换器的第一输入端，且每一第二调制开关的第二端耦接于该模拟/数字转换器的第二输入端。
4.如权利要求3所述的偏移补偿电路，其中，一偏移计算电路耦接于该模拟/数字转换器的输出端，用以计算该第一模拟信号源与该第二模拟信号源的偏移值，及根据该偏移值控制该多个第一调制开关的开关状态与该多个第二调制开关的开关状态。
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