CN101632228A - 最小化模拟-数字转换器中的偏移误差 - Google Patents

最小化模拟-数字转换器中的偏移误差 Download PDF

Info

Publication number
CN101632228A
CN101632228A CN200880007727A CN200880007727A CN101632228A CN 101632228 A CN101632228 A CN 101632228A CN 200880007727 A CN200880007727 A CN 200880007727A CN 200880007727 A CN200880007727 A CN 200880007727A CN 101632228 A CN101632228 A CN 101632228A
Authority
CN
China
Prior art keywords
result
input signal
conversion
offset error
modulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200880007727A
Other languages
English (en)
Inventor
阿尔内·阿斯
居纳尔·甘斯托
托尔盖尔·芬海姆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Atmel Corp
Original Assignee
Atmel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atmel Corp filed Critical Atmel Corp
Publication of CN101632228A publication Critical patent/CN101632228A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0092—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
    • G01R19/2506—Arrangements for conditioning or analysing measured signals, e.g. for indicating peak values ; Details concerning sampling, digitizing or waveform capturing
    • G01R19/2509—Details concerning sampling, digitizing or waveform capturing
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/06—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
    • H03M1/0602—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters of deviations from the desired transfer characteristic
    • H03M1/0604—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters of deviations from the desired transfer characteristic at one point, i.e. by adjusting a single reference value, e.g. bias or gain error
    • H03M1/0607—Offset or drift compensation
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/06—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
    • H03M1/0617—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence
    • H03M1/0634—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence by averaging out the errors, e.g. using sliding scale
    • H03M1/0656—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence by averaging out the errors, e.g. using sliding scale in the time domain, e.g. using intended jitter as a dither signal
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M3/00—Conversion of analogue values to or from differential modulation
    • H03M3/30—Delta-sigma modulation
    • H03M3/322—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
    • H03M3/324—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by means or methods for compensating or preventing more than one type of error at a time, e.g. by synchronisation or using a ratiometric arrangement
    • H03M3/326—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by means or methods for compensating or preventing more than one type of error at a time, e.g. by synchronisation or using a ratiometric arrangement by averaging out the errors
    • H03M3/338—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by means or methods for compensating or preventing more than one type of error at a time, e.g. by synchronisation or using a ratiometric arrangement by averaging out the errors by permutation in the time domain, e.g. dynamic element matching
    • H03M3/34—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by means or methods for compensating or preventing more than one type of error at a time, e.g. by synchronisation or using a ratiometric arrangement by averaging out the errors by permutation in the time domain, e.g. dynamic element matching by chopping
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M3/00—Conversion of analogue values to or from differential modulation
    • H03M3/30—Delta-sigma modulation
    • H03M3/322—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
    • H03M3/352—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters of deviations from the desired transfer characteristic
    • H03M3/354—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters of deviations from the desired transfer characteristic at one point, i.e. by adjusting a single reference value, e.g. bias or gain error
    • H03M3/356—Offset or drift compensation

Abstract

本发明揭示一种与模拟－数字转换器一起使用的方法及系统。所述方法及系统包含提供对输入信号的第一转换。在所述第一转换中，给所述输入信号加上偏移误差以提供第一结果。所述方法及系统进一步包括提供对所述输入信号的第二转换。在所述第二转换中，从所述输入信号中减去偏移误差以提供第二结果。然后，将所述第一结果与第二结果组合以大致移除所述偏移误差。一种根据本发明的系统及方法补偿在许多样本上累积的偏移误差，从而在偏移误差补偿中实现更高的准确性。

Description

最小化模拟-数字转换器中的偏移误差
相关申请案交叉参考
本发明要求对2007年3月9日提出申请且标题为“用于最小化模拟-数字转换器的累积偏移误差的方法及系统(METHOD AND SYSTEM FOR MINIMIZING THEACCUMULATED OFFSET ERROR FOR AN ANALOG TO DIGITAL CONVERTER)”的第11/684,572号美国专利申请案的优先权权益，所述专利申请案的全部内容以引用方式并入本文中。
技术领域
本发明一般来说涉及集成电路且更具体来说涉及一种用于此类电路中的电流感测模拟-数字转换器。
背景技术
模拟-数字转换器具有某种偏移误差。偏移误差是模拟输入处的所测量电压与理想电压之间的差异，所述差异在输出处产生中级码。存在用以最小化偏移误差的已知技术，例如对称设计与布局及自动偏移误差补偿技术。即使在使用此类方法时，设计中仍存在某种偏移误差。通常，实施在CMOS中的良好设计的差分模拟-数字转换器可具有约100μV的温度相依偏移误差。在某些应用中，模拟-数字转换器结果随着时间累积。在此情况下，偏移误差的量将累积，因此导致结果中的显著误差，尤其是当模拟-数字转换器的输入电平在一段长的时间为非常低的情况下。。
用于自动偏移误差抵消的现存方法补偿每一样本中的偏移误差，举例来说，通过首先在取样电容器中累加所述偏移误差且然后以减去所述偏移误差的方式每一结果对信号电平进行取样。然而，已知当利用所述模拟-数字转换器达一长时间周期时，此偏移误差抵消方法可不准确，因为偏移误差可累积。此通常是电池系统中燃料测量的情形。所需要的是用于减小模拟-数字转换器中的偏移误差的更有效方法。所述系统应该是成本高效、易于实施且能适应现存系统的。
本发明满足此种需要。
发明内容
本发明揭示一种与模拟-数字转换器一起使用的方法及系统。所述方法及系统包含提供对输入信号的第一转换。在所述第一转换中，给所述输入信号加上偏移误差以提供第一结果。所述方法及系统进一步包括提供对所述输入信号的第二转换。在所述第二转换中，从所述输入信号中减去偏移误差以提供第二结果。然后，将所述第一结果与第二结果组合以大致移除所述偏移误差。
根据本发明的一种系统及方法补偿在许多样本上累积的偏移误差，从而在偏移误差补偿中实现更高的准确性。对于CMOS中的一个实施方案，用于自动偏移误差抵消的现存方法能够实现大约100μV的偏移误差等级，而根据本发明的方法可将累积偏移误差减小到约1μV。
附图说明
图1显示根据本发明的电流感测模拟-数字转换器的框图。
图2是图解说明根据本发明将模拟-数字转换器中的累积偏移误差减小到非常低的值的流程图。
图3显示根据本发明的极性切换器。
图4是利用根据本发明的模拟-数字转换器的系统的框图。
图5是图解说明提供对极性切换的控制的软件程序的流程图。
具体实施方式
本发明一般来说涉及集成电路且更具体来说涉及一种用于此类电路中的电流感测模拟-数字转换器。提供以下说明旨在使所属领域中的技术人员能够制作且使用本发明，且根据专利申请案及其要求来提供所述说明。所属领域中的技术人员将容易地明了对本文所述优选实施例及一般原理及特征的各种修改。因此，并不打算将本发明局限于所示实施例，而是将赋予其与本文所述的原理及特征相一致的最广泛范围。
电流感测模拟-数字转换器的概述
图1显示根据本发明的电流感测模拟-数字转换器100的框图。模拟-数字转换器100具有标题为“电流感测模拟-数字转换器及使用方法(Current sensing analog to digitalconverter and method ofuse)”的第11/467,502号美国申请案中所说明的许多特征，所述申请案受让予本发明的受让人且其全部内容并入本文中。
模拟-数字转换器100用于对流过外部感测电阻器R感测102的充电或放电电流进行取样。模拟-数字转换器100可以是例如微控制器、数字信号处理器(DSP)、数码相机、PDA等各种装置的一部分。在一个实施例中，模拟-数字转换器100是8位微控制器的一部分。来自R感测102的样本由∑-Δ调制器(sigma delta modulator)104经由极性切换器110进行处理。在对上文所识别的专利申请案的改进(稍后将在本申请案中详细说明)中，模拟-数字转换器100也耦合到调制器104、十中抽一取样滤波器106a及106b及控制与状态寄存器112的极性切换器110。
调制器104产生过取样噪声整形(多数噪声能量在高频率中)信号(通常所述信号为1位)。根据此信号，CDAC滤波器106的两个十中抽一取样滤波器106a及106b移除带外噪声并减小数据速率以实现高分辨率信号。
两个十中抽一取样滤波器106a及106b产生两个数据值，分别是瞬时电流及累积电流。所述瞬时电流具有以较低的分辨率为代价的短转换时间。所述累积电流输出提供用于库仑计数的电流测量。所述累积电流的转换时间可经配置以相对于转换时间换取准确性。
模拟-数字转换器100还提供规则电流检测。所述规则电流检测将来自转换的数据对照由用户规定的充电/放电阈值电平进行比较。为节约电力，提供其中用户经由控制与状态寄存器112来配置规则电流取样间隔的特殊模式。模拟-数字转换器100那么在一个实施例中执行四个瞬时电流转换(前三个转换是虚拟转换以确保十中抽一取样滤波器106a及106b的恰当稳定(settling))且经由电流比较器114将最后的转换值与由用户规定的阈值电平进行比较。如果所述值高于所述阈值，那么给予睡眠的控制器(未显示)醒来信号且给予针对瞬时电流及规则电流的中断。如果所述值不高于所述阈值，那么在重新开始之前关闭调制器104及十中抽一取样滤波器106某些时间。用户规定调制器104及滤波器106应关闭的时间周期。此在小充电或放电电流流动时允许省电模式中的超低功率操作。模拟-数字转换器106滤波器完全从瞬时电流及累积电流且在检测到规则电流时产生对转换的中断。
如上文已说明，当使用模拟-数字转换器时会出现偏移误差，且需要最小化此偏移误差以改善模拟-数字转换器的准确性。根据本发明的系统及方法通过补偿在许多样本上累积的偏移误差来最小化偏移误差，从而在偏移误差补偿中实现更高的准确性。为更详细地说明本发明的特征，现在结合附图参考以下说明。
图2是图解说明根据本发明将模拟-数字转换器中的累积偏移误差减小到非常低的值的流程图。
在第一状态中，以给第一结果加上因转换而产生的偏移误差的方式来对输入信号处理第一系列转换(经由步骤202)。在第二状态中，以从第二结果中有效地减去因转换而产生的偏移误差的方式来对所述输入信号处理第二系列转换(经由步骤204)。最后，将此第一结果与第二结果组合的结果是在模拟-数字转换器中有效地抵消偏移误差(经由步骤206)。
根据本发明的方法的实际实施方案不改变所述偏移误差的极性，因为此非常难以准确地实现。而是，其改变输入信号的极性而不改变偏移误差的极性。然后，其改变结果的极性，此导致输入信号具有正确的极性且偏移误差具有相反极性。由于在第一系列中加上偏移误差，且在第二系列中减去偏移误差(如上所示)，因此净结果是偏移误差被消去。此方法在其中计算一长系列的测量的和的应用中尤其有用。此的一个实例可用于电池系统中的燃料测量(剩余电量计算)。
为说明模拟-数字转换器中此特征的实施方案，现在结合附图参考以下说明。返回参考图1，根据本发明用于实施偏移误差补偿的关键组件是调制器104及极性切换器110。将在下文中详细论述其操作及交互作用。
∑-Δ调制器104
在此实施例中，揭示∑-Δ调制器104。然而，所属领域中的技术人员认识到各种类型的调制器(例如，用于逐次逼近式ADC、管线式ADC等中的那些调制器)也归属于本发明的精神及范围内。通常，调制器104是模拟模块。调制器104对输入信号取样多次(“过取样”)以作出一个单个转换，例如128次。每一转换输出为十中抽一取样滤波器106a及106b中累积的数字。
两个十中抽一取样滤波器106a及106b累积来自调制器104的数字。因此，最后结果是由来自调制器104的对应于一个转换的所有数字的和构成的一个数字(举例来说，18个位)。来自调制器104的数字具有更少的位，通常仅为1或2个位。通过过取样及累积来在结果中实现高准确性。
极性切换器110
图3显示根据本发明的极性切换器110。极性切换器110基于来自控制寄存器的信号改变输入信号的极性。如所见，当线202与204在位置A中耦合时，极性是正常的，且当线202与204在位置B中耦合时是反极性。在优选实施例中，将极性切换器110实施在硬件中。
已知模拟-数字转换器中的最大偏移误差源是调制器104。也将存在某些其它偏移误差源，例如外部组件及输入引脚。然而，大部分偏移误差在调制器104中。相应地，根据本发明的系统及方法有效地移除由调制器104导致的偏移误差。相应地，返回参考图2，对图1的模拟-数字转换器100进行的步骤202及204中的模拟-数字转换器测量的结果显示如下：
步骤202：结果1＝输入信号+外部偏移误差+输入引脚偏移误差+状态1中的极性切换器偏移误差+∑-Δ偏移误差。
步骤204：结果2＝-输入信号-外部偏移误差-输入引脚偏移误差+状态2中的极性切换器偏移误差+∑-Δ偏移误差。
当结果2的极性(即，通过反转输入信号)及将所述两个结果求平均时，最终结果如下：
平均值＝((输入信号+外部偏移误差+输入引脚偏移误差+状态1中的极性切换器偏移误差+∑-Δ偏移误差)+(输入信号+外部偏移误差+输入引脚偏移误差-状态2中的极性切换器偏移误差-∑-Δ偏移误差))/2
＝输入信号+外部偏移误差+输入引脚偏移误差+(状态1中的极性切换器偏移误差-状态2中的极性切换器偏移误差)/2
如所见，作为此过程的结果，有效地移除了调制器偏移误差。不更改外部偏移误差及输入引脚偏移误差，但如前文所提及，与调制器偏移误差相比，这些误差非常小，所述调制器偏移误差通常大两个数量级。偏移误差由极性切换器110引入。然而，与调制器104偏移误差相比，由极性切换器110引入的偏移误差也非常小，调制器104偏移误差也通常大两个数量级。因此，将最后结果改善了约两个数量级。
上文所说明的偏移误差补偿特征可实施在各种实施例中，下文说明其中两个实施例。首先，说明利用根据本发明的ADC的微控制器系统。
图4是利用根据本发明的模拟-数字转换器的系统350的框图。所述系统包括耦合到数据总线351的CPU或微控制器352。微控制器352包括用于保存将由微控制器352执行的软件程序的存储器单元354-356。系统350进一步包括根据本发明的模拟-数字转换器100’。
实施例1
在所述第一实施例中：
(1)在硬件中添加极性切换器110；及
(2)软件控制极性切换器110(图2的步骤204)。
图5是图解说明提供对极性切换的控制的软件程序的流程图。首先，当运行模拟-数字转换时，进行对其中输入信号处于恒定输入电平的时间周期的搜索(经由步骤402)。此后，在输入处为正极性的情况下运行N个转换(I)，随后在输入处为负极性的情况下运行N个转换(经由步骤404)。接下来，确定输入电平信号对于2*N个转换是否是恒定的(经由步骤406)。最后，通过公式偏移＝(I1+I2+…+I2n)/(2*N)来计算偏移以找出平均值(经由步骤408)。这样做时，可在规则的基础上测量偏移。
所述流程图说明在不中断正在进行的ADC转换的情况下测量实际偏移的有效方式。此在其中ADC连续运行以累积流进及流出电池的电荷的电池监视系统中可有用。在空闲周期中，电流电平非常稳定达若干长的周期，且这些周期可用于测量并更新ADC的实际偏移等级。
不反转来自模拟-数字转换器的最后结果。因此，软件必须在极性切换器处于状态2中时反转所述结果。
如将在下文中更加详细地解释，必须在状态1中运行若干转换(图2的步骤204)，且然后必须在状态2中运行若干转换。所述转换由软件实施。建议必须在此特定实施方案中运行的转换的数量是16个。
实施例2
在所述第二实施例中：
(1)在硬件中添加极性切换器110。
(2)软件控制极性切换器110。
然而，在此实施例中，调制器104在滤波器106之前反转输出信号。因此，软件不再需要在极性切换器110处于状态2中时反转所述结果。此第二实施例还具有下列额外优点：
1.当极性切换器110改变时，向滤波器106呈现更稳定的值。
2.所累加的值的任一硬件用途需要硬件中的极性校正。在此点改变极性给出最低成本硬件解决方案，因为所述数量通常仅为1位。所累加的值的硬件用途的一个实例是检测所述值是否高于某一限值的“规则电流检测”特征。举例来说，此可由电流比较器114执行。
不需要将极性切换器控制实施在软件中。其也可实施在硬件中。然而，软件控制提供灵活性。
如前文所提及，十中抽一取样滤波器106对所述样本进行后处理并将其整合。每当启用模拟-数字转换器时，在滤波器106给出正确的输出值之前，其通常需要几个转换来“稳定”。此是因为滤波器106中的寄存器以默认设定(通常为零)开始。在输入值出现大的改变之后也需要几个转换。注意，每当切换极性时，此看似输入信号电平的突发改变，且滤波器106需要一些时间来稳定到此新值。因此，不建议针对每一转换切换极性。使用一个极性设定来运行若干转换且然后使用相反极性设定来运行相同数量的转换给出最好的结果。转换的数量取决于滤波器106稳定时间及其它因素。因此，所选择的解决方法允许通过软件确定转换的数量。其它实施方案可选择在固件中固定转换的数量。
在实施例2中，当使用相反极性对输入进行取样时，通过反转来自调制器104的输出来避免关于滤波器106的稳定时间的问题，从而向滤波器106呈现稳定的值。如果调制器104不具有类似的稳定作用，那么实施例2将允许每一循环均切换极性。
尽管已根据所示实施例说明了本发明，但所属领域中的技术人员将容易地认识到，所述实施例可存在若干变化形式且这些变化形式将归属于本发明的精神及范围内。可在例如微控制器、数字信号处理器等各种装置或其它类型的集成电路中利用根据本发明的模拟-数字转换器。本发明的特征可与各种模拟-数字转换器一起使用且不以任何方式限定为本发明中所揭示的电流感测模拟-数字转换器。相应地，所属领域中的技术人员可在不背离所附权利要求书的精神及范围的情况下对本发明做许多修改。

Claims (31)

1、一种与模拟-数字转换器一起使用的方法，其包含：
提供对输入信号的第一转换，其中给所述输入信号加上偏移误差以提供第一结果；
提供对所述输入信号的第二转换，其中从所述输入信号中减去偏移误差以提供第二结果；及
将所述第一结果与第二结果组合以大致移除所述模拟-数字转换器的所述偏移误差。
2、根据权利要求1所述的方法，其中由所述模拟-数字转换器内的调制器提供所述偏移误差。
3、根据权利要求2所述的方法，其中所述输入信号的所述第一转换的极性与所述输入信号的所述第二转换的极性相反。
4、根据权利要求3所述的方法，其中所述组合步骤包含反转所述第二结果的极性且将所述第一结果与第二结果求平均，其中移除所述调制器偏移误差。
5、根据权利要求4所述的方法，其中由软件控制所述组合步骤。
6、根据权利要求4所述的方法，其中软件反转所述第二结果。
7、根据权利要求4所述的方法，其中所述调制器内的硬件反转所述第二结果。
8、根据权利要求1所述的方法，其中所述第一转换提供步骤包含运行第一组转换且所述第二转换提供步骤包含运行第二组转换。
9、一种模拟-数字转换器，其包含：
调制器，其适于产生过取样信号；
数字滤波器，其耦合到所述调制器以用于移除带外噪声且用于减小数据速率以实现高分辨率信号；
极性切换器，其耦合到所述调制器以用于切换到达所述调制器的输入信号的极性；及
控制机构，其用于控制所述极性切换器，所述控制机构：用于提供对输入信号的第一转换，其中给所述输入信号加上偏移误差以提供第一结果；用于提供对所述输入信号的第二转换，其中从所述输入信号中减去偏移误差以提供第二结果；及用于组合所述第一结果与第二结果以大致移除所述偏移误差。
10、根据权利要求9所述的模拟-数字转换器，其中所述调制器包含∑-Δ调制器。
11、根据权利要求9所述的模拟-数字转换器，其中所述数字滤波器包含第一及第二十中抽一取样滤波器，其中所述第一十中抽一取样滤波器提供瞬时电流输出且所述第二十中抽一取样滤波器提供累积电流输出。
12、根据权利要求9所述的模拟-数字转换器，其中所述控制机构包含软件。
13、根据权利要求9所述的模拟-数字转换器，其中所述输入信号的所述第一转换的极性与所述输入信号的所述第二转换的极性相反。
14、根据权利要求13所述的模拟-数字转换器，其中所述组合步骤包含反转所述第二结果的极性且将所述第一结果与第二结果求平均，其中所述调制器偏移误差被移除。
15、根据权利要求14所述的模拟-数字转换器，其中所述极性切换器由软件控制。
16、根据权利要求14所述的模拟-数字转换器，其中所述软件反转所述第二结果。
17、根据权利要求14所述的模拟-数字转换器，其中所述调制器内的硬件反转所述第二结果。
18、根据权利要求9所述的模拟-数字转换器，其中所述第一转换提供步骤包含运行第一组转换且所述第二转换提供步骤包含运行第二组转换。
19、一种系统，其包含：
微控制器；及
模拟-数字转换器，其被集成到所述微控制器中，所述模拟-数字转换器包含：调制器，其适于产生过取样信号；数字滤波器，其耦合到所述调制器以用于移除带外噪声且用于减小数据速率以实现高分辨率信号；极性切换器，其耦合到所述调制器以用于切换到达所述调制器的输入信号的极性；及控制机构，其用于控制所述极性切换器，所述控制机构：提供对输入信号的第一转换，其中给所述输入信号加上偏移误差以提供第一结果；提供对所述输入信号的第二转换，其中从所述输入信号中减去偏移误差以提供第二结果；及组合所述第一结果与第二结果以大致移除所述偏移误差。
20、一种含有与模拟-数字转换器一起使用的程序指令的计算机可读媒体，所述程序指令用于：
提供对输入信号的第一转换，其中给所述输入信号加上偏移误差以提供第一结果；
提供对所述输入信号的第二转换，其中从所述输入信号中减去偏移误差以提供第二结果；及
将所述第一结果与第二结果组合以大致移除所述模拟-数字转换器的所述偏移误差。
21、根据权利要求20所述的计算机可读媒体，其中所述偏移误差由所述模拟-数字转换器内的调制器提供。
22、根据权利要求21所述的计算机可读媒体，其中所述输入信号的所述第一转换的极性与所述输入信号的所述第二转换的极性相反。
23、根据权利要求22所述的计算机可读媒体，其中所述组合步骤包含反转所述第二结果的极性且将所述第一结果与第二结果求平均，其中所述调制器偏移误差被移除。
24、根据权利要求23所述的计算机可读媒体，其中所述组合步骤由软件控制。
25、根据权利要求23所述的计算机可读媒体，其中所述软件反转所述第二结果。
26、根据权利要求23所述的计算机可读媒体，其中所述调制器内的硬件反转所述第二结果。
27、根据权利要求20所述的计算机可读媒体，其中所述第一转换提供步骤包含运行第一多个转换且所述第二转换提供步骤包含运行第二多个转换。
28、一种与模拟-数字转换器一起使用的方法，其包含：
经由极性切换器提供对输入信号的第一转换，其中给所述输入信号加上偏移误差以提供第一结果；
经由所述极性切换器提供对所述输入信号的第二转换，其中从所述输入信号中减去偏移误差以提供第二结果，其中所述极性切换器由软件控制；及
将所述第一结果与第二结果组合以大致移除所述模拟转换器的所述偏移误差，其中在不中断所述输入信号的转换的情况下测量所述偏移误差。
29、一种模拟-数字转换器，其包含：
调制器，其适于产生过取样信号；
数字滤波器，其耦合到所述调制器以用于移除带外噪声且用于减小数据速率以实现高分辨率信号；
极性切换器，其耦合到所述调制器以用于切换到达所述调制器的输入信号的极性；及
软件程序，其用于控制所述极性切换器，所述软件程序：用于提供对输入信号的第一转换，其中给所述输入信号加上偏移误差以提供第一结果；用于提供对所述输入信号的第二转换，其中从所述输入信号中减去偏移误差以提供第二结果；及用于组合所述第一结果与第二结果以大致移除所述偏移误差，其中在没有所述输入信号的转换的情况下测量所述偏移误差。
30、一种系统，其包含：
微控制器；及
模拟-数字转换器，其被集成到所述微控制器中，所述模拟-数字转换器包含适于产生过取样信号的调制器；
数字滤波器，其耦合到所述调制器以用于移除带外噪声且用于减小数据速率以实现高分辨率信号；
极性切换器，其耦合到所述调制器以用于切换到达所述调制器的输入信号的极性；及
软件程序，其用于控制所述极性切换器，所述软件程序：提供对输入信号的第一转换，其中给所述输入信号加上偏移误差以提供第一结果；提供对所述输入信号的第二转换，其中从所述输入信号中减去偏移误差以提供第二结果；及组合所述第一结果与第二结果以大致移除第一误差，其中在没有所述输入信号的转换的情况下测量所述偏移误差。
31、一种含有与模拟-数字转换器一起使用的程序指令的计算机可读存储媒体，所述程序指令用于：
经由极性切换器提供对输入信号的第一转换，其中给所述输入信号加上偏移误差以提供第一结果；
经由所述极性切换器提供对所述输入信号的第二转换，其中从所述输入信号中减去偏移误差以提供第二结果，其中所述极性切换器由软件控制；及
将所述第一结果与第二结果组合以大致移除所述模拟-数字转换器的所述偏移误差，其中在没有所述输入信号的转换的情况下测量所述偏移误差。
CN200880007727A 2007-03-09 2008-02-22 最小化模拟-数字转换器中的偏移误差 Pending CN101632228A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/684,572 2007-03-09
US11/684,572 US8059019B2 (en) 2005-01-25 2007-03-09 Method and system for minimizing the accumulated offset error for an analog to digital converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101632228A true CN101632228A (zh) 2010-01-20

Family

ID=39358047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200880007727A Pending CN101632228A (zh) 2007-03-09 2008-02-22 最小化模拟-数字转换器中的偏移误差

Country Status (5)

Country Link
US (2) US8059019B2 (zh)
CN (1) CN101632228A (zh)
DE (1) DE112008000645T5 (zh)
TW (1) TW200913501A (zh)
WO (1) WO2008112070A1 (zh)

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8059019B2 (en) 2005-01-25 2011-11-15 Atmel Corporation Method and system for minimizing the accumulated offset error for an analog to digital converter
TWI403729B (zh) * 2010-06-07 2013-08-01 Brymen Technology Corp 可同時量測電壓與電流之勾表及其方法
US9614589B1 (en) 2015-12-01 2017-04-04 Lockheed Martin Corporation Communication via a magnio
US10088452B2 (en) 2016-01-12 2018-10-02 Lockheed Martin Corporation Method for detecting defects in conductive materials based on differences in magnetic field characteristics measured along the conductive materials
US10088336B2 (en) 2016-01-21 2018-10-02 Lockheed Martin Corporation Diamond nitrogen vacancy sensed ferro-fluid hydrophone
US10006973B2 (en) 2016-01-21 2018-06-26 Lockheed Martin Corporation Magnetometer with a light emitting diode
US9638821B2 (en) 2014-03-20 2017-05-02 Lockheed Martin Corporation Mapping and monitoring of hydraulic fractures using vector magnetometers
US10168393B2 (en) 2014-09-25 2019-01-01 Lockheed Martin Corporation Micro-vacancy center device
US10241158B2 (en) 2015-02-04 2019-03-26 Lockheed Martin Corporation Apparatus and method for estimating absolute axes' orientations for a magnetic detection system
US10520558B2 (en) 2016-01-21 2019-12-31 Lockheed Martin Corporation Diamond nitrogen vacancy sensor with nitrogen-vacancy center diamond located between dual RF sources
US9910105B2 (en) 2014-03-20 2018-03-06 Lockheed Martin Corporation DNV magnetic field detector
US9824597B2 (en) 2015-01-28 2017-11-21 Lockheed Martin Corporation Magnetic navigation methods and systems utilizing power grid and communication network
US10120039B2 (en) 2015-11-20 2018-11-06 Lockheed Martin Corporation Apparatus and method for closed loop processing for a magnetic detection system
US9853837B2 (en) 2014-04-07 2017-12-26 Lockheed Martin Corporation High bit-rate magnetic communication
US10338162B2 (en) 2016-01-21 2019-07-02 Lockheed Martin Corporation AC vector magnetic anomaly detection with diamond nitrogen vacancies
US9910104B2 (en) 2015-01-23 2018-03-06 Lockheed Martin Corporation DNV magnetic field detector
CA2945016A1 (en) 2014-04-07 2015-10-15 Lockheed Martin Corporation Energy efficient controlled magnetic field generator circuit
WO2016118756A1 (en) 2015-01-23 2016-07-28 Lockheed Martin Corporation Apparatus and method for high sensitivity magnetometry measurement and signal processing in a magnetic detection system
EP3251193A4 (en) 2015-01-28 2018-08-08 Lockheed Martin Corporation In-situ power charging
WO2016126436A1 (en) 2015-02-04 2016-08-11 Lockheed Martin Corporation Apparatus and method for recovery of three dimensional magnetic field from a magnetic detection system
WO2017078766A1 (en) 2015-11-04 2017-05-11 Lockheed Martin Corporation Magnetic band-pass filter
WO2017087014A1 (en) 2015-11-20 2017-05-26 Lockheed Martin Corporation Apparatus and method for hypersensitivity detection of magnetic field
WO2017127095A1 (en) 2016-01-21 2017-07-27 Lockheed Martin Corporation Diamond nitrogen vacancy sensor with common rf and magnetic fields generator
WO2017127090A1 (en) 2016-01-21 2017-07-27 Lockheed Martin Corporation Higher magnetic sensitivity through fluorescence manipulation by phonon spectrum control
GB2562957A (en) 2016-01-21 2018-11-28 Lockheed Corp Magnetometer with light pipe
WO2017127081A1 (en) 2016-01-21 2017-07-27 Lockheed Martin Corporation Diamond nitrogen vacancy sensor with circuitry on diamond
US10274550B2 (en) 2017-03-24 2019-04-30 Lockheed Martin Corporation High speed sequential cancellation for pulsed mode
US10345396B2 (en) 2016-05-31 2019-07-09 Lockheed Martin Corporation Selected volume continuous illumination magnetometer
US10408890B2 (en) 2017-03-24 2019-09-10 Lockheed Martin Corporation Pulsed RF methods for optimization of CW measurements
US10228429B2 (en) 2017-03-24 2019-03-12 Lockheed Martin Corporation Apparatus and method for resonance magneto-optical defect center material pulsed mode referencing
US10527746B2 (en) 2016-05-31 2020-01-07 Lockheed Martin Corporation Array of UAVS with magnetometers
US10330744B2 (en) 2017-03-24 2019-06-25 Lockheed Martin Corporation Magnetometer with a waveguide
US10371765B2 (en) 2016-07-11 2019-08-06 Lockheed Martin Corporation Geolocation of magnetic sources using vector magnetometer sensors
US20170343621A1 (en) 2016-05-31 2017-11-30 Lockheed Martin Corporation Magneto-optical defect center magnetometer
US10145910B2 (en) 2017-03-24 2018-12-04 Lockheed Martin Corporation Photodetector circuit saturation mitigation for magneto-optical high intensity pulses
US10281550B2 (en) 2016-11-14 2019-05-07 Lockheed Martin Corporation Spin relaxometry based molecular sequencing
US10338163B2 (en) 2016-07-11 2019-07-02 Lockheed Martin Corporation Multi-frequency excitation schemes for high sensitivity magnetometry measurement with drift error compensation
US10677953B2 (en) 2016-05-31 2020-06-09 Lockheed Martin Corporation Magneto-optical detecting apparatus and methods
US10317279B2 (en) 2016-05-31 2019-06-11 Lockheed Martin Corporation Optical filtration system for diamond material with nitrogen vacancy centers
US10571530B2 (en) 2016-05-31 2020-02-25 Lockheed Martin Corporation Buoy array of magnetometers
US10345395B2 (en) 2016-12-12 2019-07-09 Lockheed Martin Corporation Vector magnetometry localization of subsurface liquids
US10359479B2 (en) 2017-02-20 2019-07-23 Lockheed Martin Corporation Efficient thermal drift compensation in DNV vector magnetometry
CN107592205A (zh) * 2016-07-06 2018-01-16 中兴通讯股份有限公司 Wifi的供电切换方法、电路及装置
US10379174B2 (en) 2017-03-24 2019-08-13 Lockheed Martin Corporation Bias magnet array for magnetometer
US10371760B2 (en) 2017-03-24 2019-08-06 Lockheed Martin Corporation Standing-wave radio frequency exciter
US10459041B2 (en) 2017-03-24 2019-10-29 Lockheed Martin Corporation Magnetic detection system with highly integrated diamond nitrogen vacancy sensor
US10338164B2 (en) 2017-03-24 2019-07-02 Lockheed Martin Corporation Vacancy center material with highly efficient RF excitation
FR3090045B1 (fr) * 2018-12-15 2021-01-15 Flex Fuel Energy Dev Ffed boîtier de conversion au bioéthanol comprenant un dispositif d'inversion de polarité

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5675334A (en) * 1996-02-12 1997-10-07 Analog Devices, Inc. Analog to digital conversion system
US6927717B1 (en) * 2004-02-12 2005-08-09 Linear Technology Corporation Buffered oversampling analog-to-digital converter with improved DC offset performance
US7362255B1 (en) * 2006-03-18 2008-04-22 Zilog, Inc. Chopping and oversampling ADC having reduced low frequency drift

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5429552A (en) 1977-08-09 1979-03-05 Masaoki Ishikawa Integral ad converter
US5278487A (en) 1988-03-15 1994-01-11 Norand Corporation Battery conditioning system having communication with battery parameter memory means in conjunction with battery conditioning
US5408235A (en) 1994-03-07 1995-04-18 Intel Corporation Second order Sigma-Delta based analog to digital converter having superior analog components and having a programmable comb filter coupled to the digital signal processor
US5561660A (en) * 1995-04-05 1996-10-01 Silicon Systems, Inc. Offset and phase correction for delta-sigma modulators
US5909188A (en) 1997-02-24 1999-06-01 Rosemont Inc. Process control transmitter with adaptive analog-to-digital converter
US6867720B1 (en) 1997-10-06 2005-03-15 The Regents Of The University Of Michigan Beamformed ultrasonic imager with delta-sigma feedback control
US6218809B1 (en) 1998-03-20 2001-04-17 Dallas Semiconductor Corporation Method for monitoring operating parameters of a rechargeable power supply
US6081216A (en) 1998-06-11 2000-06-27 Motorola, Inc. Low-power decimator for an oversampled analog-to-digital converter and method therefor
US6614374B1 (en) 1999-06-15 2003-09-02 Globespanvirata, Inc. High performance switched-capacitor filter for oversampling Sigma-Delta digital to analog converters
US6414619B1 (en) 1999-10-22 2002-07-02 Eric J. Swanson Autoranging analog to digital conversion circuitry
US6456219B1 (en) 2000-02-22 2002-09-24 Texas Instruments Incorporated Analog-to-digital converter including two-wire interface circuit
US6411242B1 (en) * 2000-06-13 2002-06-25 Linear Technology Corporation Oversampling analog-to-digital converter with improved DC offset performance
US6507171B2 (en) 2000-12-29 2003-01-14 Nokia Corporation Method and apparatus for measuring battery charge and discharge current using a direct analog-to-digital conversion of a charge/discharge replica current
JP2002271201A (ja) 2001-03-09 2002-09-20 Fujitsu Ltd Ａ／ｄ変換器
US6898534B2 (en) 2003-05-05 2005-05-24 Texas Instruments Incorporated DC measurement method and system using sigma-delta modulation pattern
US20050062457A1 (en) 2003-09-18 2005-03-24 Texas Instruments Incorporated Battery charger interface architecture suitable for digital process
US7450665B2 (en) 2003-12-09 2008-11-11 Freescale Semiconductor, Inc. Method and apparatus to implement DC offset correction in a sigma delta converter
US8059019B2 (en) 2005-01-25 2011-11-15 Atmel Corporation Method and system for minimizing the accumulated offset error for an analog to digital converter
US7358876B1 (en) * 2006-02-02 2008-04-15 Marvell International Ltd. Mixed-mode analog offset cancellation for data conversion systems

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5675334A (en) * 1996-02-12 1997-10-07 Analog Devices, Inc. Analog to digital conversion system
US6927717B1 (en) * 2004-02-12 2005-08-09 Linear Technology Corporation Buffered oversampling analog-to-digital converter with improved DC offset performance
US7362255B1 (en) * 2006-03-18 2008-04-22 Zilog, Inc. Chopping and oversampling ADC having reduced low frequency drift

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008112070A1 (en) 2008-09-18
US20120046894A1 (en) 2012-02-23
US20090058697A1 (en) 2009-03-05
US8059019B2 (en) 2011-11-15
US8704690B2 (en) 2014-04-22
DE112008000645T5 (de) 2010-01-14
TW200913501A (en) 2009-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101632228A (zh) 最小化模拟-数字转换器中的偏移误差
CN105322964B (zh) 用于噪声整形sar模数转换器的方法和电路
US20160182081A1 (en) Capacitance-to-digital converter utilizing digital feedback and auxiliary dac
CN106656185B (zh) 具有数字双采样功能的单斜式模数转换器、芯片及终端
EP2343808B1 (en) Analog signal sampling system and method having reduced average input current
US8004435B2 (en) Discrete-time circuit
CN101473540A (zh) A/d转换器及a/d转换方法
CN101398670B (zh) 对具有积分响应的系统的基于时间的控制器和控制方法
US9035814B2 (en) Feedforward delta-sigma modulator
CN103404034A (zh) 模拟数字转换器
US8823566B2 (en) Analog to digital conversion architecture and method with input and reference voltage scaling
CN101741387A (zh) 一种积分型模数转换器及其采样控制方法
JP5341745B2 (ja) 磁気検出装置
CN104184478A (zh) 互补共源共栅反相器及增量Sigma-Delta模数转换电路
US9312877B2 (en) Systems and methods for capacitive digital to analog converters
JP2010093538A (ja) Ａｄ変換装置およびａｄ変換装置の故障検出方法
US7348916B2 (en) Pipeline A/D converter and method of pipeline A/D conversion
CN105915219B (zh) 一种模数转换电路
CN111034052A (zh) 用于在不具有附加有源电路的sar adc中启用宽输入共模范围的方法和装置
CN113328632A (zh) 交流链路直流偏置电流检测及抑制方法、设备和介质
CN111988037A (zh) 一种电容共享结构的Sigma-Delta调制器
CN101350622B (zh) 一种dem算法的量化器电路及实现方法
CN102035550B (zh) 解决sigma-delta模数转换电路上电过程不稳定的电路及方法
CN103905041B (zh) 一种用于流水线模数转换器的直流失调校准方法及电路
JP6132095B2 (ja) 信号変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20100120

C20 Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned