CN105871375B - 模拟至数字转换器以及用于校准其偏移的校准方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种模拟至数字转换器，包括：电阻链、多个前置放大器和多个动态比较器。每个前置放大器根据差分模拟输入信号对以及来自电阻链的第一参考电压和第二参考电压提供差分模拟输出对，其中，第一参考电压不同于第二参考电压。每个动态比较器根据前置放大器的差分模拟输出对提供第一比较信号和第二比较信号。每个前置放大器包括：第一校准单元，用于在特定温度处，在差分模拟输出对上校准来自所述前置放大器的第一偏移电压；以及第二校准单元，用于在差分模拟输出对上校准来自所对应的动态比较器的第二偏移电压。采用本发明，可以对模拟至数字转换器的偏移电压进行校准，从而提高模数转换精度。

Description

模拟至数字转换器以及用于校准其偏移的校准方法
技术领域
本发明涉及电子技术领域，更特别地，涉及模拟至数字转换器以及用于校准模拟至数字转换器的偏移的校准方法。
背景技术
目前，模拟至数字转换器(analog-to-digital converter，ADC)广泛使用于各种各样的应用中，如医疗系统、音频系统、测试和测量设备、通信系统以及图像和视频系统。最常见的ADC结构包括闪存(flash)ADC、管道(pipeline)ADC以及逐次逼近寄存器(approximation register，SAR)ADC，其中，闪存ADC和管道ADC比SAR ADC更快。
高速(high-speed)低分辨率(low-resolution)闪存ADC广泛使用于电流电路系统中，如用于硬盘驱动器读取通道(disk drive read channels)、DVD回放、通信接收机系统的这些。通常，ADC将连续量(如电压)转换为数字表示(如表示该电压的二进制码)。理论上，理想的ADC具有一对一的映射，也被称为它的传递函数(transfer function)。例如，理想的ADC将唯一(unique)的电压值转换为唯一的数字码。环境变化会出现非理想因素，如电源供应电压或操作温度的变化、或操作变化(如输入信号电压、转换器分辨率或偏移误差的变化)。
ADC可以包括用于将模拟数据转换为数字数据的多个比较器。为了精确地转换模拟数据，即使存在“偏移”，比较器也需要从理想的操作上表现出很小的电气变化(electrical variation)。许多源存在包括两个装置(如晶体管、电阻、电容器等等)之间不匹配的偏移，虽然意指他们是相同的，但由于受制造工艺的限制会或多或少的不相同。
因此，在闪存ADC中使用耐温性(temperature resistance)的偏移补偿是有需要的。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种模拟至数字转换器以及用于校准模拟至数字转换器的偏移的校准方法，以解决上述问题。
在一实施例中，本发明提供一种模拟至数字转换器，包括：电阻链、多个前置放大器以及与该多个前置放大器耦接的多个动态比较器。其中，电阻链包括多个电阻；每个前置放大器根据差分模拟输入信号对以及来自电阻链的第一参考电压和第二参考电压提供差分模拟输出对，其中，第一参考电压不同于第二参考电压。每个动态比较器根据相应的前置放大器的差分模拟输出对提供第一比较信号和第二比较信号。每个前置放大器包括第一校准单元和第二校准单元，第一校准单元用于在特定温度处校准前置放大器在差分模拟输出对上所产生的第一偏移电压；以及第二校准单元用于校准相应的动态比较器在差分模拟输出对上所产生的第二偏移电压。
在另一实施例中，本发明提供一种用于校准模拟至数字转换器的偏移的校准方法，该模拟至数字转换器包括至少一个前置放大器和至少一个动态比较器，其中，该前置放大器根据差分模拟输入信号对、第一参考电压和第二参考电压提供差分模拟输出对；该动态比较器根据差分模拟输出对提供第一比较信号和第二比较信号。通过前置放大器的第一校准单元，在特定温度处，在差分输出模拟对上校准来自前置放大器的第一偏移电压。通过前置放大器的第二校准单元，在差分模拟输出对上校准来自动态比较器的第二偏移电压。
采用本发明，通过对模拟至数字转换器的偏移进行校准，可以提高模拟至数字转换器的转换精确。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种模拟至数字转换器100的示意图；
图2是本发明实施例提供的模拟至数字转换器的前置放大器210和动态比较器230之间的连接原理图；
图3是本发明实施例提供的副本放大器300的示意图；
图4是本发明实施例提供的一种前置放大器400的示意图；
图5是本发明实施例提供的一种校准方法的示意图；
图6是根据图5的步骤S510提供的一种说明图3的前置放大器的校准的原理图；
图7是根据图5的步骤S520提供的一种说明图3的前置放大器的校准的原理图。
具体实施方式
以下描述为本发明实施的较佳实施例。以下实施例仅用来例举阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的范畴。在通篇说明书及以下权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区别元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区别的基准。本发明中使用的术语“元件”、“系统”和“装置”可以是与计算机相关的实体，其中，该计算机可以是硬件、软件、或硬件和软件的结合。在以下描述和权利要求书当中所提及的术语“包含”和“包括”为开放式用语，故应解释成“包含，但不限定于…”的意思。此外，术语“耦接”意指间接或直接的电气连接。因此，若文中描述一个装置耦接于另一装置，则代表该装置可直接电气连接于该另一装置，或者透过其它装置或连接手段间接地电气连接至该另一装置。
其中，除非另有指示，各附图的不同附图中对应的数字和符号通常涉及相应的部分。所绘制的附图清楚地说明了实施例的相关部分且并不一定是按比例绘制。
下面的描述是实施本发明的最佳实现方式。该描述的目的用于说明本发明的一般原则且不应当被看作具有限制意义。本发明的范围最好引用所附加的权利要求书来决定。
图1是本发明实施例提供的一种模拟至数字转换器(analog-to-digitalconverter，ADC)100的示意图。ADC 100包括电阻链(resistor chain)110、放大器电路(amplifier circuit)120、比较器电路(amplifier circuit)130、插值器电路(interpolator circuit)140、编码器(encoder)150以及副本放大器(replica amplifier)160。在本实施例中，ADC 100能够将差分模拟输入信号对(vip/vin)转换为n位数字信号(D)。电阻链110是由多个电阻(resistor)R形成的。多个电阻R在电压VR1和电压VR2之间串联耦合，其中，电阻链110能够给放大器电路120提供位于电压VR1和电压VR2之间的不同分压(divided voltage)。进一步地，放大器电路120根据来自电阻链110的分压，对所述差分模拟输入信号对(vip/vin)(vip和vin的振幅相等但相位相反)进行放大以提供多个差分模拟输出对(outp[k:0]/outn[k:0])，其中，放大器电路120包括多个前置放大器(pre-amplifier)125_0-125-k。例如，前置放大器125_0根据相应的分压和所述差分模拟输入信号对(vip/vin)提供一个差分模拟输出对(outp[0]/outn[0])。进一步地，比较器电路130包括多个动态比较器(dynamic comparator)135_0-135-k。动态比较器135_0-135-k中的每一个动态比较器耦接于相应的前置放大器，且对该相应的前置放大器的差分模拟输出对进行比较以提供比较信号对(为方便描述，可以将比较信号对描述为“第一比较信号vop”和“第二比较信号von”，其中，“第一比较信号vop”和“第二比较信号von”中的一个为比较结果，且即vop为1时，von为0；vop为0时，von为1)。例如，动态比较器135_0耦接于前置放大器125_0，且动态比较器135_0对前置放大器125_0的差分模拟输出对(outp[0]/outn[0])进行比较，以提供一个比较信号对(vop[0]/von[0])。此外，插值器电路140包括多个插值器(interpolator)145_0-145_h。多个插值器145_0-145_h中的每个插值器耦接于两个相应的动态比较器，且根据这两个相应的动态比较器的比较信号对产生一个插值信号(interpolating signal)。例如，插值器145_0根据动态比较器135_0的比较信号对vop[0]/von[0]和动态比较器135_1的比较信号对vop[1]/von[1]提供一个插值信号qi[0]。为方便描述，本发明实施例中将多个插值器145_0-145_h所产生的多个插值信号表示为qi[h:0]。接下来，编码器150根据该多个插值信号qi[h:0]提供数字输出D[m:0]，其中，m＝n-1。在本实施例中，副本放大器160(如复制有放大器电路120中的各前置放大器的特性)能够给放大器电路120的前置放大器125_0-125-k提供补偿电流Igm，以校准差分模拟输出对outp[k:0]/outn[k:0]上的偏移电压(offset voltage)，其中，副本放大器160产生具有特定耐温性(如在一个特定的温度)的补偿电流Igm。换句话说，补偿电流Igm随温度变化。
图2是本发明实施例提供的模拟至数字转换器的前置放大器210和动态比较器230之间的连接示意图。在本实施例中，前置放大器210可以是图1的前置放大器125_0-125-k中的其中一个，以及，动态比较器230可以是与图1的动态比较器125_0-125-k中的该其中一个前置放大器相对应的动态比较器。在图2中，前置放大器210通过输入端(ip和in)接收差分模拟输入信号对(vip/vin)以及通过输入端(rp和rn)接收来自电阻链(如图1的110)的一对参考电压(vrp/vrn)，以提供差分模拟输出对(outp/outn)。应当指出的是，参考电压vrp(“第一参考电压”)不同于参考电压vrn(“第二参考电压”)，例如，vrp与vrn为互为相反数的两电压，其数值相等但符号相反，即vrp+vrn＝0，||vrp||＝||vrn||，如vrp＝0.5v时，vrn＝-0.5v。此外，交换单元(swapping unit)220设置在前置放大器210和动态比较器230之间，且能够根据开关信号(switch signal)SW交换(swap)所述差分模拟输出对(outp/outn)。例如，若交换单元220被开关信号SW禁用(disable)(如在正常模式下)，则差分输出outp被传输至动态比较器230的输入端IN1，且差分输出outn被传输至动态比较器230的输入端IN2。相反地，若交换单元220被开关信号SW启用(enable)(如在交换模式下)，则差分输出outp被传输至动态比较器230的输入端IN2，且差分输出outn被传输至动态比较器230的输入端IN1，即被传输至动态比较器230的所述差分模拟输出对(outp/outn)被交换了。当动态比较器230接收到所述差分模拟输出对(outp/outn)时，对所述差分模拟输出对(outp/outn)进行比较以提供比较信号对(vop/von)，其中，通常，模拟电路上的晶体管不匹配将引起偏移误差。因此，前置放大器210中输入差分对晶体管的阈值电压(“第一阈值电压”)不匹配会引起偏移电压Vos1(“第一偏移电压”)，且动态比较器230中输入差分对晶体管的阈值电压(“第二阈值电压”)不匹配会引起偏移电压Vos2(“第二偏移电压”)。假设前置放大器210的增益为“A”，则在前置放大器210上的总输入偏移电压将会等于(Vos1+Vos2/A)，其中，增益A是根据前置放大器210的跨导gm和阻抗RI获得的(即A＝gm×RI)，跨导gm具有大的温度系数；在前置放大器的差分输出模拟信号对上产生的总输出偏移电压将会等于(Vos1*A+Vos2)，从而，前置放大器在差分输出模拟对上所产生的偏移电压受温度变化。为了优化ADC的线性度，前置放大器210需要对偏移电压Vos1和Vos2进行校准。
图3是本发明实施例提供的副本放大器300的示意图。副本放大器300包括电压产生器(voltage generator)310、电流源340、PMOS晶体管(350、355、370、375和380)、NMOS晶体管360和365、电阻385以及比较器390。电压产生器310能够提供固定偏置电压Vfix，且根据该偏置电压Vfix和一共模信号可以提供差分模拟信号对(vip_1和vin_1)，其中，Vfix＝vip_1-vin_1。电压产生器310包括电阻320和电阻325，以及数模转换器(digital-to-analogconverter，DAC)330。电阻320耦接在电源VDD与NMOS晶体管360的栅极之间，以及电阻325耦接于电源VDD与NMOS晶体管365的栅极之间。DAC 330耦接于电阻320和电阻325，其中，DAC330根据控制信号SDAC提供固定偏置电压Vfix且将根据该固定偏置电压Vfix所产生的差分模拟信号对(即vip_1和vin_1)应用至NMOS晶体管360的栅极和NMOS晶体管365的栅极，以使副本放大器300根据差分模拟信号对(vip_1和vin_1)之间的固定偏置电压Vfix提供补偿电流Igm，其中，控制信号SDAC由处理器提供(未示出)。PMOS晶体管350耦接在电源VDD与NMOS晶体管360之间，以及NMOS晶体管360耦接在PMOS晶体管350与电流源340之间。PMOS晶体管355耦接在电源VDD与NMOS晶体管365之间，以及NMOS晶体管365耦接在PMOS晶体管355与电流源340之间。PMOS晶体管370耦接在电源VDD与NMOS晶体管365之间，以及PMOS晶体管370的栅极和漏极耦接在一起。PMOS晶体管375的栅极耦接至PMOS晶体管370的栅极，其中，PMOS晶体管375能够提供补偿电流Igm。此外，PMOS晶体管380耦接在电源VDD与电阻385之间，以及电阻385耦接在PMOS晶体管380和接地GND之间。此外，动态比较器390对电阻385上的电压V1和参考电压Vr进行比较以获得比较信号CMPOUT_IGM。因此，通过调整控制信号SDAC来改变上述固定偏置电压Vfix，可以同样改变补偿电流Igm以及与补偿电流Igm相对应的电压V1，其中，电压V1是根据补偿电流Igm和电阻385的电阻R385获得的，即V1＝Igm×R385。本实施例中，在任意温度T1处，处理器将调整控制信号SDAC来改变上述固定偏置电压Vfix，直至比较信号CMPOUT_IGM表明电压V1基本上等于参考电压Vr，即Igm×R385＝Vr。
图4是本发明实施例提供的一种前置放大器400的示意图。为方便描述，以其中一种前置放大器的结构为例，在该前置放大器中，以晶体管为NMOS晶体管为例进行说明，但值得说明的是，具体实现中也可以通过PMOS晶体管或双极性晶体管等基于与图4所示结构的相同原理来实现前置放大器，本发明实施例对此不做任何限制。前置放大器400包括电阻R1(第一电阻)和电阻R2(第二电阻)、NMOS晶体管(M1、M2、M3、M4、M5和M6)、电流源410(第一电流源)和电流源420(第二电流源)、以及DAC 430(第一数模转换器或第一数模转换单元)和DAC 440(第二数模转换器或第二数模转换单元)。电阻R1耦接在电源VDD(第一节点)与NMOS晶体管M1之间，以及电阻R2耦接在电源VDD与NMOS晶体管M2之间。NMOS晶体管M1(第一晶体管)耦接在电阻R1与电流源410之间，以及具有一个用于接收差分模拟输入信号vip的栅极。NMOS晶体管M2(第二晶体管)耦接在电阻R2与电流源410之间，以及具有一个用于接收参考电压vrp的栅极。NMOS晶体管M4(第四晶体管)耦接在电阻R2与电流源420之间，以及具有一个用于接收差分模拟输入信号vin的栅极。NMOS晶体管M3(第三晶体管)耦接在电阻R1与电流源420之间，以及具有一个用于接收参考电压vrn的栅极。电流源410的一端耦接于NMOS晶体管M1，电流源410的另一端耦接于接地GND(第二节点)；电流源420的一端耦接于NMOS晶体管M3，电流源420的另一端耦接于接地GND(即第二节点)。值得说明的是，作为图4所示的前置放大器400的变型，当第一节点耦接于电源时，则第二节点耦接于接地；以及，当第一节点耦接于所述接地时，则第二节点耦接于所述电源。在前置放大器400中，NMOS晶体管M1和M2组成第一差分输入晶体管对，以及，NMOS晶体管M3和M4组成第二差分输入晶体管对。NMOS晶体管M5耦接至电阻R1，以及具有一个用于接收偏置电压Vb的栅极。NMOS晶体管M6耦接至电阻R2，以及具有一个用于接收偏置电压Vb的栅极。NMOS晶体管M5和M6组成差分偏置晶体管对。DAC 430耦接至NMOS晶体管M5和M6，DAC 430能够根据补偿电流Igm和控制信号Ctrl1(第二控制信号)来控制流过NMOS晶体管M5的电流和流过NMOS晶体管M6的电流。此外，DAC 440也耦接至NMOS晶体管M5和M6，DAC 440能够根据控制信号Ctrl2(第一控制信号)来控制流过NMOS晶体管M5的电流和流过NMOS晶体管M6的电流。在本实施例中，NMOS晶体管M5、NMOS晶体管M6以及DAC 430可以组成第一校准单元，其中，在温度T1处，第一校准单元能够根据控制信号Ctrl1和用于副本放大器(如图3的300)的补偿电流Igm来校准偏移电压Vos1(如图2的Vos1)。此外，NMOS晶体管M5、NMOS晶体管M6以及DAC 440可以组成第二校准单元，其中，第二校准单元能够根据控制信号Ctrl2来校准偏移电压Vos2(如图2的Vos2)。
图5是本发明实施例提供的一种校准方法的示意图，该校准方法用于校准ADC的前置放大器(如图4的400)的偏移，其中，ADC包括至少一个前置放大器和耦接于该前置放大器的至少一个动态比较器。首先，在步骤S510中，在特定的温度T1处，前置放大器的第一校准单元在该前置放大器的差分模拟输出对上校准来自该前置放大器的第一偏移电压Vos1。其次，在步骤S520中，前置放大器的第二校准单元在该前置放大器的差分模拟输出对上校准来自该动态比较器的偏移电压Vos2。步骤S510和S520的细节将在下面描述。此外，在一个实施例中，可以交换步骤S510和S520的顺序。特别地，可以完全分开校准偏移电压Vos1和偏移电压Vos2。
图6是根据图5的步骤S510提供的一种说明图3的前置放大器的校准的示意图。如上所述，在温度T1处，ADC的副本放大器(如图3的300)将提供补偿电流Igm。同时地，NMOS晶体管M1的栅极和NMOS晶体管M2的栅极短路在一起，也就是说，这样设置使得差分模拟输入信号vip等于参考电压vrp。此外，NMOS晶体管M3的栅极和NMOS晶体管M4的栅极也短路在一起，也就是说，这样设置使得差分模拟输入信号vin等于参考电压vrn。在本实施例中，假设前置放大器的增益为“A”(如A＝gm×RI)，则偏移电压Vos1将在前置放大器的输出处引起被放大的偏移A_Vos1(如Vos1×gm×RI)。因此，通过在温度T1处使用补偿电流Igm，可以校准该被放大的偏移A_Vos1。在本实施例中，校准单元610包括NMOS晶体管M5、NMOS晶体管M6以及DAC430。此外，可以将补偿电流Igm计算为Igm＝Vfix×gm_r，其中，Vfix表示应用在所述差分模拟信号对(vip_1和vin_1)之间的固定偏置电压，以及gm_r表示副本放大器的跨导，gm_r具有大的温度系数。在一实施例中，副本放大器的跨导可以等于所对应的前置放大器的跨导。在图6中，当将补偿电流Igm提供给DAC 430时，处理器(未示出)给DAC 430提供具有预设数字量的控制信号Ctrl1并对该控制信号Ctrl1调整，以在动态比较器的比较信号对vop/von响应于差分模拟输出对outp/outn而发生改变时(如vop从高(如1)到低(如0)的转变(transition)或从低到高的转变)获得具有数字量Code_DAC1(第三数字量)的控制信号Ctrl1。因此，根据下面的等式(1)获得上述被放大的偏移A_Vos1：
因此，通过将上述经放大的偏移A_Vos1从差分模拟输出对outp/outn中移除，校准单元610可以根据数字量Code_DAC1校准该偏移电压Vos1。
图7是根据图5的步骤S520提供的一种说明图3的前置放大器的校准的示意图。首先，NMOS晶体管M1的栅极和NMOS晶体管M2的栅极短路在一起，也就是说，这样设置使得差分模拟输入信号vip等于参考电压vrp。此外，NMOS晶体管M3的栅极和NMOS晶体管M4的栅极也短路在一起，也就是说，这样设置使得差分模拟输入信号vin等于参考电压vrn。同时地，开关信号SW禁用交换单元720(如在正常模式中)，以使差分输出outp被传输至动态比较器730的输入端IN1，且差分输出outn被传输至动态比较器730的输入端IN2。接下来，处理器(未示出)提供一个控制信号Ctrl2并调整该控制信号Ctrl2，以在动态比较器的比较信号vop/von根据差分模拟输出对outp/outn发生改变(change)时获得具有数字量Code_DAC2_N(第一数字量)的控制信号Ctrl2(第一控制信号)。因此，由偏移电压Vos1和Vos2在差分模拟输出对outp/outn上所引起的的偏移误差可以根据下面的等式(2)获得：
Vos1×A+Vos2＝I×Code_DAC2_N×R (2)
其中，I表示DAC 440的最低有效位(less significant bit，LSB)单位电流，R表示前置放大器输出电阻。接下来，开关信号SW启用交换单元720(如在交换模式中)，以使差分输出outp被传输至动态比较器730的输入端IN2，且差分输出outn被传输至动态比较器730的输入端IN1。接下来，处理器再次提供控制信号Ctrl2并对该控制信号Ctrl2调整，以在动态比较器的比较信号vop/von响应于差分模拟输出对outp/outn而发生转变(transit)时(如vop从高到低的转变或从低到高的转变))获得具有数字量Code_DAC2_S(第二数字量)的控制信号Ctrl2。因此，由偏移电压Vos1和Vos2在差分模拟输出对outp/outn上所引起的偏移误差可以根据下面的等式(3)获得：
-Vos1×A+Vos2＝-I×Code_DAC2_S×R (3)
接下来，根据等式(2)和等式(3)，获得偏移电压Vos2如下面的等式(4)：
因此，通过将偏移电压Vos2从差分模拟输出对outp/outn中移除，校准单元710可以根据数字量Code_DAC2_N和数字量Code_DAC2_S校准偏移电压Vos2(第二偏移电压)。
根据这些实施例，通过使用不同的校准单元，可以完全分别地校准偏移电压Vos1和偏移电压Vos2。此外，也考虑了前置放大器的耐温性来进行偏移校准，因此增加了ADC的线性度。
在不脱离本发明的精神以及范围内，本发明可以其它特定格式呈现。所描述的实施例在所有方面仅用于说明的目的而并非用于限制本发明。本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。本领域技术人员皆在不脱离本发明之精神以及范围内做些许更动与润饰。

Claims (14)

1.一种模拟至数字转换器，其特征在于，包括：
电阻链，该电阻链包括多个电阻；
多个前置放大器，每个前置放大器根据差分模拟输入信号对以及来自所述电阻链的第一参考电压和第二参考电压提供差分模拟输出对，其中，所述第一参考电压不同于所述第二参考电压；以及
多个动态比较器，耦接于所述多个前置放大器，每个动态比较器对相应的前置放大器的差分模拟输出对进行比较，以提供第一比较信号和第二比较信号；
其中，每个前置放大器包括：
第一校准单元，用于在特定温度处，在所述差分模拟输出对上校准来自所述前置放大器的第一偏移电压；以及
第二校准单元，用于在所述差分模拟输出对上校准来自所对应的动态比较器的第二偏移电压。
2.如权利要求1所述的模拟至数字转换器，其特征在于，所述第一偏移电压由所述前置放大器中的输入差分对晶体管的第一阈值电压不匹配引起，以及，所述第二偏移电压由所述相应的动态比较器中的输入差分对晶体管的第二阈值电压不匹配引起。
3.如权利要求1所述的模拟至数字转换器，其特征在于，所述模拟至数字转换器还包括：
多个交换单元，每个交换单元耦接在相应的前置放大器与相应的动态比较器之间，用于根据开关信号来交换所述差分模拟输出对。
4.如权利要求3所述的模拟至数字转换器，其特征在于，所述前置放大器还包括
第一电阻，耦接于第一节点；
第二电阻，耦接于所述第一节点；
第一电流源，耦接于第二节点；
第一晶体管，耦接在所述第一电阻和所述第一电流源之间，具有用于接收所述差分模拟输入信号对中的其中一个信号的栅极；
第二晶体管，耦接在所述第二电阻和所述第一电流源之间，具有用于接收所述第一参考电压的栅极；
第二电流源，耦接于所述第二节点；
第三晶体管，耦接在所述第二电阻和所述第二电流源之间，具有用于接收所述差分模拟输入信号对中的另一个信号的栅极；以及
第四晶体管，耦接在所述第一电阻和所述第二电流源之间，具有用于接收所述第二参考电压的栅极；
其中，所述第一晶体管和所述第二晶体管组成第一差分输入晶体管对，以及，所述第三晶体管和所述第四晶体管组成第二差分输入晶体管对；
当所述第一节点耦接于电源时，则所述第二节点耦接于接地；以及，当所述第一节点耦接于所述接地时，则所述第二节点耦接于所述电源。
5.如权利要求4所述的模拟至数字转换器，其特征在于，所述第二校准单元包括：
第一差分偏置晶体管对，其中，所述第一差分偏置晶体管对的每个栅极用于接收一偏置电压；以及
第一数模转换单元，耦接于所述第一差分偏置晶体管对，用于根据第一控制信号控制流过所述第一差分偏置晶体管对的电流；
其中，当所述第一差分输入晶体管对的栅极短路在一起，所述第二差分输入晶体管对的栅极短路在一起，以及，所述差分模拟输出对未被所述交换单元交换时，在所述第一比较信号和所述第二比较信号发生转变时，获得具有第一数字量的所述第一控制信号；以及，当所述第一差分输入晶体管对的栅极短路在一起，所述第二差分输入晶体管对的栅极短路在一起，以及，所述差分模拟输出对被所述交换单元交换时，在所述第一比较信号和所述第二比较信号发生转变时，获得具有第二数字量的所述第一控制信号；
其中，所述第二校准单元根据所述第一数字量和所述第二数字量校准所述第二偏移电压。
6.如权利要求1所述的模拟至数字转换器，其特征在于，所述模拟至数字转换器还包括：
副本放大器，用于在所述特定温度处根据差分模拟信号对之间的固定偏置电压提供补偿电流；
其中，所述第一校准单元在所述特定温度处，根据所述补偿电流在所述差分模拟输出对上校准来自所述前置放大器的第一偏移电压。
7.如权利要求4或5所述的模拟至数字转换器，其特征在于，所述模拟至数字转换器还包括：
副本放大器，用于在所述特定温度处根据差分模拟信号对之间的固定偏置电压提供补偿电流；
所述第一校准单元包括：
第二差分偏置晶体管对，所述第二差分偏置晶体管对的每个栅极用于接收偏置电压；以及
第二数模转换单元，耦接于所述第二差分偏置晶体管对，用于根据第二控制信号和来自所述副本放大器的补偿电流来控制流过所述第二差分偏置晶体管对的电流；
其中，当所述第一差分输入晶体管对的栅极短路在一起，所述第二差分输入晶体管对的栅极短路在一起，以及，所述差分模拟输出对没有被交换时，且在所述第一比较信号和所述第二比较信号发生转变时，获得具有第三数字量的所述第二控制信号；
其中，所述第一校准单元根据所述第三数字量和所述补偿电流校准所述第一偏移电压。
8.一种用于校准模拟至数字转换器的偏移的校准方法，其特征在于，所述模拟至数字转换器包括至少一个前置放大器和至少一个动态比较器，其中，所述前置放大器根据差分模拟输入信号对、第一参考电压和第二参考电压提供差分模拟输出对；以及，所述动态比较器根据所述差分模拟输出对提供第一比较信号和第二比较信号，所述方法包括：
在特定温度处，通过所述前置放大器的第一校准单元在所述差分模拟输出对上校准来自所述前置放大器的第一偏移电压；以及
通过所述前置放大器的第二校准单元在所述差分模拟输出对上校准来自所对应的动态比较器的第二偏移电压。
9.如权利要求8所述的校准方法，其特征在于，所述第一偏移电压由所述前置放大器中的输入差分对晶体管的第一阈值电压不匹配引起，以及所述第二偏移电压由所述对应的动态比较器中的输入差分对晶体管的第二阈值电压不匹配引起。
10.如权利要求8所述的校准方法，其特征在于，耦接在所述前置放大器与所述动态比较器之间的交换单元根据开关信号交换所述差分模拟输出对。
11.如权利要求10所述的校准方法，其特征在于，所述前置放大器还包括：
第一电阻，耦接于第一节点；
第二电阻，耦接于所述第一节点；
第一电流源，耦接于第二节点；
第一晶体管，耦接在所述第一电阻和所述第一电流源之间，具有用于接收所述差分模拟输入信号对中的其中一个信号的栅极；
第二晶体管，耦接在所述第二电阻和所述第一电流源之间，具有用于接收所述第一参考电压的栅极；
第二电流源，耦接于所述第二节点；
第三晶体管，耦接在所述第二电阻和所述第二电流源之间，具有用于接收所述差分模拟输入信号对中的另一个信号的栅极；以及
第四晶体管，耦接在所述第一电阻和所述第二电流源之间，具有用于接收所述第二参考电压的栅极；
其中，所述第一晶体管和所述第二晶体管组成第一差分输入晶体管对，以及所述第三晶体管和所述第四晶体管组成第二差分输入晶体管对，
当所述第一节点耦接于电源时，则所述第二节点耦接于接地；以及当所述第一节点耦接于所述接地时，则所述第二节点耦接于所述电源。
12.如权利要求11所述的校准方法，其特征在于，所述第二校准单元包括：
第一差分偏置晶体管对，其中，所述第一差分偏置晶体管对的每个栅极用于接收一偏置电压；以及
第一数模转换单元，耦接于所述第一差分偏置晶体管对，用于根据第一控制信号控制流过所述第一差分偏置晶体管对的电流；
其中，当所述第一差分输入晶体管对的栅极短路在一起，所述第二差分输入晶体管对的栅极短路在一起，以及，所述差分模拟输出对未被所述交换单元交换时，在所述第一比较信号和所述第二比较信号响应所述差分模拟输出对发生转变时获得具有第一数字量的所述第一控制信号；以及，当所述第一差分输入晶体管对的栅极短路在一起，所述第二差分输入晶体管对的栅极短路在一起，以及，所述差分模拟输出对被所述交换单元交换时，在所述第一比较信号和所述第二比较信号发生转变时，获得具有第二数字量的所述第一控制信号；
其中，所述第二校准单元根据所述第一数字量和所述第二数字量校准所述第二偏移电压。
13.如权利要求8所述的校准方法，其特征在于，所述校准方法还包括：
通过副本放大器在所述特定温度处根据所述差分模拟信号对之间的固定偏置电压提供补偿电流；
其中，所述第一校准单元在所述特定温度处，根据所述补偿电流在所述差分模拟输出对上校准来自所述前置放大器的第一偏移电压。
14.如权利要求11或12所述的校准方法，其特征在于，所述校准方法还包括：
通过副本放大器在所述特定温度处根据所述差分模拟信号对之间的固定偏置电压提供补偿电流；
所述第一校准单元包括：
第二差分偏置晶体管对，其中，所述第二差分偏置晶体管对的每个栅极用于接收偏置电压；以及
第二数模转换单元器，耦接于所述第二差分偏置晶体管对，用于根据来自所述副本放大器的补偿电流和第二控制信号控制流过所述第二差分偏置晶体管对的电流，
其中，当所述第一差分输入晶体管对的栅极短路在一起，所述第二差分输入晶体管对的栅极短路在一起，以及，所述差分模拟输出对没有被交换时，在所述第一比较信号和所述第二比较信号发生转变时，获得具有第三数字量的所述第二控制信号；
其中，所述第一校准单元根据所述第三数字量和所述补偿电流校准所述第一偏移电压。
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