CN106253901A - 模拟数字转换装置及相关的校准方法及校准模块 - Google Patents

模拟数字转换装置及相关的校准方法及校准模块 Download PDF

Info

Publication number
CN106253901A
CN106253901A CN201510581718.9A CN201510581718A CN106253901A CN 106253901 A CN106253901 A CN 106253901A CN 201510581718 A CN201510581718 A CN 201510581718A CN 106253901 A CN106253901 A CN 106253901A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electric capacity
analog
capacitance
significant bit
digital
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.)
Granted
Application number
CN201510581718.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106253901B (zh
Inventor
戴宏彦
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.)
Sitronix Technology Corp
Original Assignee
Sitronix Technology 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 Sitronix Technology Corp filed Critical Sitronix Technology Corp
Publication of CN106253901A publication Critical patent/CN106253901A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106253901B publication Critical patent/CN106253901B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/10Calibration or testing
    • H03M1/1009Calibration
    • H03M1/1033Calibration over the full range of the converter, e.g. for correcting differential non-linearity
    • H03M1/1057Calibration over the full range of the converter, e.g. for correcting differential non-linearity by trimming, i.e. by individually adjusting at least part of the quantisation value generators or stages to their nominal values
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/34Analogue value compared with reference values
    • H03M1/38Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type
    • H03M1/46Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type with digital/analogue converter for supplying reference values to converter
    • H03M1/466Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type with digital/analogue converter for supplying reference values to converter using switched capacitors
    • H03M1/468Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type with digital/analogue converter for supplying reference values to converter using switched capacitors in which the input S/H circuit is merged with the feedback DAC array

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

本发明公开了一种模拟数字转换装置及相关的校准方法及校准模块,所述模拟数字转换装置包括一转换模块,用来根据多个采样信号,采样一输入电压,以产生一比较电压,及用来根据所述比较电压产生一比较信号,其中所述转换模块包括多个电容,且所述多个电容中每一电容耦接于所述多个采样信号其中之一与所述比较电压之间;一控制模块,用来根据所述比较信号,调整所述多个采样信号,以产生对应于所述输入电压的一数字信号,其中所述数字信号的多个位中除去一最低有效位以外的位分别对应于所述多个电容的电容值;以及一校准模块,用来根据所述数字信号,调整所述多个电容的电容值。

Description

模拟数字转换装置及相关的校准方法及校准模块
技术领域
本发明涉及一种模拟数字转换装置及相关的校准方法及校准模块,尤其涉及一种可根据数字输出信号消除制程漂移所造成的影响的模拟数字转换装置及相关的校准方法及校准模块。
背景技术
逐次逼近寄存器型模拟数字转换器是一种将二进位搜索演算法(binarysearch algorithm)应用于模拟数字转换的模拟数字转换器。一般而言,逐次逼近寄存器型模拟数字转换器的转换速率通常被外部提供的转换时钟(conversion clock)所控制。在转换时钟的每个周期,逐次逼近寄存器型模拟数字转换器必须采样一模拟输入,以及从最高有效位(the most significantbit,MSB)到最低有效位(the least significant bit,LSB)逐位地产生一相对应的数字输出。
当逐次逼近寄存器型模拟数字转换器中的电路元件因制程漂移而发生不匹配的状况时,逐次逼近寄存器型模拟数字转换器的解析度会受到影响。通常来说,现有技术可通过提高电路元件面积来降低制程漂移所造成的影响。然而,提高电路元件面积会造成额外的功率消耗并增加逐次逼近寄存器型模拟数字转换器所需芯片面积。因此,如何在不影响电路效能及成本的情况下降低制程漂移所造成的影响便成为业界亟欲探讨的议题。
发明内容
为了解决上述的问题,本发明提供一种可根据数字输出信号消除制程漂移所造成的影响的模拟数字转换装置及相关的校准方法及校准模块。
本发明公开一种模拟数字转换装置。所述模拟数字转换装置包括一转换模块,用来根据多个采样信号,采样一输入电压,以产生一比较电压,及用来根据所述比较电压产生一比较信号。所述转换模块包括多个电容,且所述多个电容中每一电容耦接于所述多个采样信号其中之一与所述比较电压之间;一控制模块,用来根据所述比较信号,调整所述多个采样信号,以产生对应于所述输入电压的一数字信号,其中所述数字信号的多个位中除去一最低有效位以外的位分别对应于所述多个电容的电容值;以及一校准模块,用来根据所述数字信号,调整所述多个电容的电容值。
本发明还公开一种校准方法,用于一模拟数字转换装置。所述模拟数字转换装置用来将一模拟输入电压转换为具有多个位的数字输出信号,且所述多个位中除去一最低有效位以外的位分别对应于所述模拟数字转换装置中多个电容的电容值。校准方法包括侦测所述多个位中一第一位是否相异于所述多个位中位于所述第一位及所述最低有效位之间的位;以及当所述多个位中一第一位相异于所述多个位中位于所述第一位及所述最低有效位之间的位时,根据所述第一位及所述最低有效位调整所述多个电容中对应于所述第一位的一第一电容的电容值。
本发明还公开一种校准模块,用于一模拟数字转换装置。所述模拟数字转换装置用来将一模拟输入电压转换为具有多个位的数字输出信号,且所述多个位中除去一最低有效位以外的位分别对应于所述模拟数字转换装置中多个电容的电容值。所述校准模块包括一处理单元;以及一储存单元,用来储存一程序代码,所述程序代码指示所述处理单元执行以下步骤:侦测所述多个位中一第一位是否相异于所述多个位中位于所述第一位及所述最低有效位之间的位;以及当所述多个位中一第一位相异于所述多个位中位于所述第一位及所述最低有效位之间的位时,根据所述第一位及所述最低有效位调整所述多个电容中对应于所述第一位的一第一电容的电容值。
附图说明
图1为本发明实施例一模拟数字转换装置的示意图。
图2为图1所示模拟数字转换装置一实现方式的示意图。
图3为图2所示模拟数字转换装置运作时相关信号的示意图。
图4为本发明实施例一校准方法的流程图。
图5为本发明实施例一校准模块的示意图。
其中,附图标记说明如下:
10 模拟数字转换装置
100 转换模块
102 控制模块
104 校准模块
106 采样与保持单元
108 比较单元
40 校准方法
400~406 步骤
50 校准模块
500 处理单元
510 储存单元
514 程序代码
ADJ 调整信号
CiP~C1P、CiN~C1N、CxP、CxN 电容
CA 电容阵列
Cu 单位电容值
Di~D0、Dx 位
DOUT 数字输出信号
Ni~N1、Pi~P1、SAM 采样信号
VIN 输入电压
VP 电压
Wi~W0 权重
具体实施方式
请参考图1,图1为本发明实施例一模拟数字转换装置10的示意图。模拟数字转换装置10可为一逐次逼近寄存器型模拟数字转换器,用来将一模拟输入电压VIN转换为一数字输出信号DOUT。如图1所示,模拟数字转换装置10包括一转换模块100、一控制模块102以及一校准模块104。转换模块100包括一采样与保持单元106及一比较单元108,用来根据采样信号SAM、Pi~P1、Ni~N1,采样模拟输入电压VIN以产生一比较电压VP,并根据比较电压VP产生一比较信号VOUT。其中,采样与保持单元106包括一电容阵列CA,且电容阵列CA中多个电容CiP~C1P、CiN~C1N(未绘示于图1)中每一电容耦接于采样信号Pi~P1、Ni~N1其中之一与比较电压VP之间。控制模块102根据比较信号VOUT,调整采样信号SAM、Pi~P1、Ni~N1,以取得数字输出信号DOUT的位Di~D0,其中位Di~D1分别对应于权重Wi~W1,且位Di~D1对应于采样信号Pi~P1、Ni~N1。此外,权重Wi~W1正比于电容CiP~C1P、CiN~C1N的电容值。校准模块104用来根据数字输出信号DOUT,通过一调整信号ADJ调整采样与保持单元106中电容CiP~C1P、CiN~C1N的电容值,以消除制程漂移所产生的非理想效应。
详细来说,当模拟数字转换装置10起始运作时,采样与保持单元106根据采样信号SAM,采样模拟输入电压VIN来产生一比较电压VP。比较单元108根据比较电压VP,产生比较信号VOUT至控制模块102。根据比较信号VOUT,控制模块102首先产生数字输出信号DOUT的最大有效位Di,并根据位Di调整采样信号Pi、Ni。在采样与保持单元106根据采样信号Pi、Ni通过电容CiP~C1P、CiN~C1N调整比较电压VP后,控制模块102根据比较信号VOUT,产生位于位Di之后的位Di-1,并根据位Di-1调整采样信号Pi-1、Ni-1,以此类推。通过重复上述流程,控制模块102可依序产生数字输出信号DOUT的位Di~D1,其中位Di~D1分别对应于权重Wi~W1,且权重Wi~W1正比于电容CiP~C1P、CiN~C1N的电容值。控制模块102并在取得位D1且根据位D1调整采样信号P1、N1后,根据比较信号VOUT产生位D0。
接下来,校准模块104会根据控制模块102所产生的数字输出信号DOUT的位Di~D0,调整电容阵列CA中电容CiP~C1P、CiN~C1N的电容值。当位Di~D1(即位D10~D0中除去最低有效位D0的位)中一位Dx相异于位Di~D1位于位Dx与位D0之间的位(即位Dx-1~D1)时,校准模块104根据位Dx、D0调整电容CiP~C1P、CiN~C1N中对应于位Dx的电容CxP、CxN的电容值。若位Dx相异于位Dx-1~D1且位Dx相异于位D0,校准模块104通过调整信号ADJ减少电容CxP、CxN的电容值;而若位Dx相异于位Dx-1~D1且位Dx相同于位D0,校准模块104通过调整信号ADJ增加电容CxP、CxN的电容值。据此,校准模块104可消除由电容阵列CA中电容CiP~C1P、CiN~C1N间不匹配所产生的非理想效应。
关于图1所示模拟数字转换装置10详细运作方式,举例说明如下。请参考图2,图2为图1所示模拟数字转换装置10一实现方式的示意图。在图2中,模拟数字转换装置10为一10位逐次逼近寄存器型模拟数字转换器,模拟输入电压VIN为输入端INP的电压VINP与输入端INN的电压VINN间的电压差(即VIN=VINP-VINN),比较电压VP为比较单元108输入端CINP的比较电压VPP与输入端CINN的比较电压VPN间的电压差(即VP=VPP-VPN)。采样与保持单元106包括开关SW1、SW2及一电容阵列CA,电容阵列CA包括电容C1P~C10P及C1N~C10N,其中电容C1P~C10P分别耦接于采样信号P1~P10与输入端VPP之间,而电容C1N~C10N分别耦接于采样信号N1~N10与输入端VPN之间。电容C1P、C1N对应于位D1,且电容C1P、C1N的电容值正比于权重W1;电容C2P、C2N对应于位D2,且电容C2P、C2N的电容值正比于权重W2,以此类推。在此实施例中,权重W10~W1分别为[512 256 128 64 32 16 8 4 2 1]。电容C10P、C10N的电容值为256Cu(Cu为一单位电容值),电容C9P、C9N的电容值为128Cu,以此类推。需注意的是,电容C1P、C1N的电容值被设计为等于电容C2P、C2N的电容值Cu。
当图2所示模拟数字转换装置10起始运作时,控制模块102切换采样信号SAM,以断开开关SW1、SW2。此时,比较电压VP等于模拟输入电压VIN,采样信号P10~P1、N10~N1都为模拟数字转换装置10中一电源电压VDD。接下来,比较单元108根据比较电压VP,产生比较信号VOUT。根据比较信号VOUT,控制模块102产生数字输出信号DOUT的位D10。当比较电压VPP大于比较电压VPN时,控制模块102调整位D10为高逻辑准位(即〝1〞),并将采样信号P10调整为地端电压及维持采样信号N10维持为电源电压VDD;而当比较电压VPP小于比较电压VPN时,控制模块102调整位D10为低逻辑准位(即〝0〞),并将采样信号P10维持在电源电压VDD及将采样信号N10调整为地端电压。在产生位D10并据以调整采样信号P10、N10后,比较单元108依据调整后的比较电压VPP、VPN,产生位D9并经由控制模块102调整采样信号P9、N9。通过重复实施产生位D10、D9的流程,控制模块102可依序产生数字输出信号DOUT的位D8~D1。在取得位D1且根据位D1调整采样信号P1、N1后,控制模块102根据比较信号VOUT产生位D0。
由于电容C1P~C10P及C1N~C10N的电容值可能会因制程漂移而偏离原始设计值,因此校准模块104会根据控制模块102所产生的位D10~D0,调整电容C1P~C10P及C1N~C10N的电容值,以消除制程漂移所造成的影响。为了方便说明,在以下叙述中电压及信号都以数字权重表示。在一实施例中,模拟输入电压VIN(即比较电压VP的初始值)理想的数字权重为512,且电容C10P、C10N偏移原始设计值而使得权重W10变为权重W10’。根据前述流程,控制模块102会产生1000000000作为位D10~D1。此时,电压VP=512-W10'+256+128+64+32+16+8+4+2+1=1023-W10'。若电容C10P、C10N的电容值因制程漂移而变为大于原始设计值256Cu(即权重W10’大于原始设计值512),控制模块102会取得〝0〞作为位D0;而若电容C10P、C10N的电容值因制程漂移而变为小于原始设计值256Cu,则控制模块102会取得〝1〞作为位D0。因此,当位D10相异于位D9~D1且位D10相异于位D0时,校准模块104可判断电容C10P、C10N的电容值变为大于原始设计值256Cu,从而通过调整信号ADJ降低电容C10P、C10N的电容值;而当位D10相异于位D9~D1且位D10相同于位D0时,校准模块104可判断电容C10P、C10N的电容值变为小于等于原始设计值256Cu,并通过调整信号ADJ提升电容C10P、C10N的电容值。
根据上述调整电容C10P、C10N电容值的原理,校准模块104可根据位D10~D0调整电容C10P~C1P、C10N~C1N的电容值,以消除电容C10P~C1P、C10N~C1N间不匹配所产生的非理想效应。
请参考图3,图3为图2所示模拟数字转换装置10运作时相关信号的示意图。在图3中,电容C10P、C10N因制程变异偏离原始设计值,而使得权重W10由512变为513。在第1次转换程序,控制模块102所取得的位D10~D0为01111111111。由于位D10相异于位D9~D1且位D10相异于位D0,校准模块104通过调整信号ADJ降低电容C10P、C10N的电容值一位阶(如降低0.25Cu),以使权重W10降低0.5。相似地,在第2、3次转换程序,控制模块102所取得的位D10~D0也为01111111111。由于位D10相异于位D9~D1且位D10相异于位D0,校准模块104通过调整信号ADJ降低电容C10P、C10N的电容值,以使权重W10在第2、3次转换程序中各降低0.5。
在第4次转换程序中,控制模块102所取得的位D10~D0为01111111110。由于位D10相异于位D9~D1且位D10相同于位D0,校准模块104通过调整信号ADJ提升电容C10P、C10N的电容值一位阶(如提升0.25Cu),以使权重W10增加0.5。接下来,在第5次转换程序,控制模块102所取得的位D10~D0为01111111111。由于位D10相异于位D9~D1且位D10相异于位D0,校准模块104通过调整信号ADJ降低电容C10P、C10N的电容值,以使权重W10降低0.5。最后,在第6次控制模块102所取得的位D10~D0为01111111110。由于位D10相异于位D9~D1且位D10相同于位D0,校准模块104通过调整信号ADJ提升电容C10P、C10N的电容值(如提升0.25Cu),以使权重W10增加0.5。
由图3可知,在模拟数字转换装置10中电容C10P、C10N的电容值因制程变异偏离原始设计值情况下,校准模块104可在控制模块102产生特定的数字输出信号DOUT时,通过调整信号ADJ将电容C10P、C10N的电容值校准回原始设计值(如256Cu)。在电容C10P、C10N的电容值被调整回原始设计值后(如图3中第3次转换程序后),电容C10P、C10N的电容值会在原始设计值及与原始设计值相差一位阶的电容值间(如256Cu及255.75Cu)切换。为了使电容C10P、C10N的校准后的电容值趋近于原始设计值,校准模块104可将每次调整电容值的位阶缩小(如由0.25Cu缩小至0.125Cu)。
在上述实施例中,校准模块在数字输出信号为特定样式时,调整模拟数字转换装置的电容阵列中电容的电容值,以消除电容阵列中电容间不匹配所产生的非理想效应。此外,由于校准模块是在数字输出信号为特定样式时调整电容阵列中电容的电容值,因此只要模拟输入电压包括对应于特定样式的模拟电压,校准模块即可校准电容阵列中电容间的不匹配。举例来说,模拟输入电压VIN可为如正弦波电压、斜波电压、随机电压等,且不限于此。换句话说,校准模块不限于模拟数字转换装置停止运作时进行校准程序,而可在模拟数字转换装置正常运作时进行校准程序。
根据不同应用及设计理念,本领域技术人员应可据以实施合适的更动及修改。举例来说,模拟数字转换器10可累计数字输出信号DOUT中每一特定样式所出现的次数,并在一特定样式的累积出现次数超过一阈值时,调整电容阵列CA,以增加校准准确度。举例来说,图2所示的模拟数字转换器10可分别计数数字输出信号DOUT为10000000000及10000000001的次数。当数字输出信号DOUT为10000000000的次数达到5次时(即阈值为4),模拟数字转换器10降低电容阵列CA中电容C10P、C10N的电容值;而当数字输出信号DOUT为10000000001的次数达到5次时,模拟数字转换器10则增加电容阵列CA中电容C10P、C10N的电容值。
此外,第1、2图所示的模拟数字转换装置10实现于差动输入架构。本领域技术人员应可据以实施合适的更动及修改,从而改以单端输入架构来实现模拟数字转换装置10。在以单端输入架构实现的模拟数字转换装置中,输入电压VIN耦接于转换模块中比较单元的单一输入端。也就是说,比较电压VP为比较单元的单一输入端上的电压值。
进一步地,图2所示的模拟数字转换装置10也可仅调整电容C10P~C1P、C10N~C1N中部份电容的电容值。在一实施例中,图2所示的模拟数字转换装置10中电容C10P~C8P、C10N~C8N为可变电容且电容C7P~C1P、C7N~C1N为固定电容。在此状况下,校准模块104根据数字输出信号DOUT的位D10~D0,调整电容C10P~C8P、C10N~C8N的电容值。在此实施例中,校准模块104在数字输出信号DOUT的位D10~D8其中之一相异于本身及位D0之间的位时,调整电容C10P~C8P、C10N~C8N的电容值。举例来说,当数字输出信号DOUT的位D9相异于位D8~D1且位D9相异于位D0时,校准模块104降低电容C9P、C9N的电容值;而当数字输出信号DOUT的位D9相异于位D8~D1且位D9相同于位D0时,校准模块104提升电容C9P、C9N的电容值。在另一实施例中,图2所示的模拟数字转换装置10可调整电容C10P~C6P、C10N~C6N的电容值,且维持电容C5P~C1P、C5N~C1N的电容值不变。模拟数字转换装置10调整电容C10P~C6P、C10N~C6N的电容值的详细运作方式可参照上述,为求简洁在此不赘述。
根据不同应用及设计理念,模拟数字转换装置10的电容C10P~C1P、C10N~C1N中可变电容及固定电容的比例可被合适地调整。也就是说,只要电容C10P~C1P、C10N~C1N中具有至少一组可变电容(如电容C10P、C10N),模拟数字转换装置10即可实施上述实施例中的校准流程,来调整可变电容的电容值。
此外,模拟数字转换装置10可还包括一储存模块(未绘示于图1、2),用来储存校准模块104的校准结果。在此状况下,模拟数字转换装置10可在校准程序完成后将校准结果储存至储存模块。当模拟数字转换装置10下一次起始运作时,即可读取储存模块中所储存的校准结果,作为调整电容阵列CA的依据。储存单元可为唯读式存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random-Access Memory,RAM)、光碟唯读存储器(CD-ROM/DVD-ROM)、磁带(magnetic tape)、硬盘(hard disk)及光学数据储存装置(optical data storage device)等,而不限于此。
上述实施例中校准模块104调整电容阵列CA的流程可归纳为一校准方法40,如图4所示。校准方法40可用于一模拟数字转换装置中一校准模块。模拟数字转换装置用来将一模拟输入电压转换为具有多个位的数字输出信号,且多个位中除去一最低有效位以外的位分别对应于模拟数字转换装置中多个电容的电容值。校准方法40包括以下步骤:
步骤400:开始。
步骤402:侦测所述多个位中一第一位是否相异于所述多个位中位于所述第一位及所述最低有效位之间的位。
步骤404:当所述多个位中一第一位相异于所述多个位中位于所述第一位及所述最低有效位之间的位时,根据所述第一位及所述最低有效位调整所述多个电容中对应于所述第一位的一第一电容的电容值。
步骤406:结束。
根据流程40,校准模块侦测数字输出信号的多个位中一第一位是否相异于所述多个位中位于第一位及最低有效位之间的位。当第一位相异于多个位中位于第一位及最低有效位之间的位时,校准模块根据第一位及最低有效位调整多个电容中对应于第一位的一第一电容的电容值。在一实施例中,当多个位中第一位相异于多个位中位于第一位及多个位中最低有效位之间的位且第一位相异于最低有效位时,校准模块降低对应于第一位的第一电容的电容值。在另一实施例中,当多个位中第一位相异于多个位中位于第一位及多个位中最低有效位之间的位且第一位相同于最低有效位时,校准模块提升对应于第一位的第一电容的电容值。
在又另一实施例中,校准模块计数所述多个位中所述第一位相异于所述多个位中位于所述第一位及所述多个位中所述最低有效位之间的位且所述第一位相异于所述最低有效位的次数作为一第一次数;并计数所述多个位中所述第一位相异于所述多个位中位于所述第一位及所述多个位中所述最低有效位之间的位且所述第一位相同于所述最低有效位的次数作为一第二次数。当所述第一次数或所述第二次数超过一阈值时,校准模块调整对应于第一位的第一电容的电容值。
根据不同应用及设计理念,校准模块104可以各式各样的方式实现。举例来说,请参考图5,图5为本发明实施例中一校准模块50的示意图。校准模块50用于一模拟数字转换装置,其包括一处理单元500以及一储存单元510。处理单元500可为一微处理器或一特定应用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit,ASIC)。储存单元510可为任一数据储存装置,用来储存一程序代码514,处理单元500可通过储存单元510读取及执行程序代码514。举例来说,储存单元510可为唯读式存储器、随机存取存储器、光碟唯读存储器、磁带、硬盘及光学数据储存装置等,而不限于此。
在一实施例中,校准方法40可被编译成程序代码514,以使校准模块50根据程序代码514,实施步骤400~406来调整模拟数字转换装置中多个电容的电容值,从而消除模拟数字转换装置中的非理想效应。
综上所述,上述实施例中校准模块可根据模拟数字转换装置的数字输出信号,调整模拟数字转换装置中多个电容的电容值。如此一来,模拟数字转换装置不需使用复杂的演算法,即可消除因制程漂移所造成的非理想效应。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种模拟数字转换装置,包括:
一转换模块,用来根据多个采样信号,采样一输入电压,以产生一比较电压,及用来根据所述比较电压产生一比较信号,其中所述转换模块包括多个电容,且所述多个电容中每一电容耦接于所述多个采样信号其中之一与所述比较电压之间;
一控制模块,用来根据所述比较信号,调整所述多个采样信号,以产生对应于所述输入电压的一数字信号,其中所述数字信号的多个位中除去一最低有效位以外的位分别对应于所述多个电容的电容值;以及
一校准模块,用来根据所述数字信号,调整所述多个电容的电容值。
2.如权利要求1所述的模拟数字转换装置,其特征在于所述校准模块是在所述多个位中一第一位相异于所述多个位中位于所述第一位及所述多个位中所述最低有效位之间的位且所述第一位相异于所述最低有效位时,降低一第一电容的电容值。
3.如权利要求1所述的模拟数字转换装置,其特征在于所述校准模块是在所述多个位中一第一位相异于所述多个位中位于所述第一位及所述多个位中所述最低有效位之间的位且所述第一位相同于所述最低有效位时,提升一第一电容的电容值。
4.如权利要求1所述的模拟数字转换装置,其特征在于所述校准模块计数所述多个位中一第一位相异于所述多个位中位于所述第一位及所述多个位中所述最低有效位之间的位且所述第一位相异于所述最低有效位的次数作为一第一次数;所述校准模块计数所述多个位中所述第一位相异于所述多个位中位于所述第一位及所述多个位中所述最低有效位之间的位且所述第一位相同于所述最低有效位的次数作为一第二次数;且所述校准模块在所述第一次数或所述第二次数超过一阈值时,调整一第一电容的电容值。
5.如权利要求1所述的模拟数字转换装置,其特征在于所述多个电容中包括至少一可变电容及至少一固定电容,且所述校准模块根据所述数字信号调整所述至少一可变电容的电容值。
6.如权利要求1所述的模拟数字转换装置,其特征在于所述比较电压是所述转换模块的一第一输入端与一第二输入端间的电压差。
7.如权利要求1所述的模拟数字转换装置,其特征在于所述比较电压是所述转换模块的一输入端的电压。
8.如权利要求1所述的模拟数字转换装置,还包括:一储存单元,用来储存所述多个电容校准过后的电容值。
9.一种校准方法,用于一模拟数字转换装置,所述模拟数字转换装置将一模拟输入电压转换为具有多个位的数字输出信号,且所述多个位中除去一最低有效位以外的位分别对应于所述模拟数字转换装置中多个电容的电容值,所述校准方法包括:
侦测所述多个位中一第一位是否相异于所述多个位中位于所述第一位及所述最低有效位之间的位;以及
当所述多个位中一第一位相异于所述多个位中位于所述第一位及所述最低有效位之间的位时,根据所述第一位及所述最低有效位调整所述多个电容中对应于所述第一位的一第一电容的电容值。
10.一种校准模块,用于一模拟数字转换装置,其特征在于所述模拟数字转换装置将一模拟输入电压转换为具有多个位的数字输出信号,且所述多个位中除去一最低有效位以外的位分别对应于所述模拟数字转换装置中多个电容的电容值,所述校准模块包括:
一处理单元;以及
一储存单元,用来储存一程序代码,所述程序代码指示所述处理单元执行以下步骤:
侦测所述多个位中一第一位是否相异于所述多个位中位于所述第一位及所述最低有效位之间的位;以及
当所述多个位中一第一位相异于所述多个位中位于所述第一位及所述最低有效位之间的位时,根据所述第一位及所述最低有效位调整所述多个电容中对应于所述第一位的一第一电容的电容值。
CN201510581718.9A 2015-06-11 2015-09-14 模拟数字转换装置及相关的校准方法及校准模块 Active CN106253901B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562173964P 2015-06-11 2015-06-11
US62/173,964 2015-06-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106253901A true CN106253901A (zh) 2016-12-21
CN106253901B CN106253901B (zh) 2020-02-21

Family

ID=57046663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510581718.9A Active CN106253901B (zh) 2015-06-11 2015-09-14 模拟数字转换装置及相关的校准方法及校准模块

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9467159B1 (zh)
CN (1) CN106253901B (zh)
TW (1) TWI556585B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111064468A (zh) * 2018-10-17 2020-04-24 创意电子股份有限公司 校准方法和校准系统

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016203522A1 (ja) * 2015-06-15 2016-12-22 オリンパス株式会社 逐次比較型a/d変換装置
CN109983704A (zh) * 2016-12-21 2019-07-05 奥林巴斯株式会社 逐次比较型a/d转换装置、摄像装置、内窥镜以及设定方法
TWI736103B (zh) * 2020-01-13 2021-08-11 瑞昱半導體股份有限公司 類比數位轉換器裝置與電容權重修正方法
KR20220032682A (ko) * 2020-09-08 2022-03-15 삼성전자주식회사 아날로그 디지털 변환기 및 아날로그 디지털 변환기의 아날로그 디지털 변환 방법
TWI800817B (zh) * 2021-04-15 2023-05-01 瑞昱半導體股份有限公司 類比數位轉換器與方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4399426A (en) * 1981-05-04 1983-08-16 Tan Khen Sang On board self-calibration of analog-to-digital and digital-to-analog converters
US4970514A (en) * 1987-12-14 1990-11-13 Siemens Aktiengesellschaft Calibration method for redundant A/D and D/A converters with a weighted network
CN102237874A (zh) * 2010-04-27 2011-11-09 原相科技股份有限公司 模拟至数字转换器及其相关的校准比较器
CN103583002A (zh) * 2011-05-10 2014-02-12 松下电器产业株式会社 逐次比较型ad变换器

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10314189B4 (de) * 2003-03-28 2006-05-11 Infineon Technologies Ag Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung eines gewichteten Netzwerks
TWI328356B (en) * 2008-10-03 2010-08-01 Himax Media Solutions Inc Successive approximation adc with binary error tolerance mechanism
JP5447011B2 (ja) * 2010-03-05 2014-03-19 富士通株式会社 A/d変換装置およびa/d変換方法
JP5554675B2 (ja) * 2010-09-29 2014-07-23 富士通株式会社 逐次比較a/d変換器
US8451151B2 (en) * 2011-08-15 2013-05-28 Himax Technologies Limited Successive approximation analog to digital converter with capacitor mismatch calibration and method thereof
TWI454065B (zh) * 2011-11-23 2014-09-21 Ind Tech Res Inst 逐次逼近暫存器類比數位轉換器及其線性度校正的方法
US8674862B1 (en) * 2012-09-05 2014-03-18 Altera Corporation Systems and methods for digital calibration of successive-approximation-register analog-to-digital converter

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4399426A (en) * 1981-05-04 1983-08-16 Tan Khen Sang On board self-calibration of analog-to-digital and digital-to-analog converters
US4399426B1 (zh) * 1981-05-04 1987-07-14
US4970514A (en) * 1987-12-14 1990-11-13 Siemens Aktiengesellschaft Calibration method for redundant A/D and D/A converters with a weighted network
CN102237874A (zh) * 2010-04-27 2011-11-09 原相科技股份有限公司 模拟至数字转换器及其相关的校准比较器
CN103583002A (zh) * 2011-05-10 2014-02-12 松下电器产业株式会社 逐次比较型ad变换器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111064468A (zh) * 2018-10-17 2020-04-24 创意电子股份有限公司 校准方法和校准系统
CN111064468B (zh) * 2018-10-17 2023-04-07 创意电子股份有限公司 校准方法和校准系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN106253901B (zh) 2020-02-21
TWI556585B (zh) 2016-11-01
TW201644204A (zh) 2016-12-16
US9467159B1 (en) 2016-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106253901A (zh) 模拟数字转换装置及相关的校准方法及校准模块
US8482446B2 (en) A/D converter circuit, electronic apparatus and A/D conversion method
CN103036564B (zh) 自校准模数转换器及校准模数转换器中误差的方法
US8094057B2 (en) A/D conversion circuit, electronic apparatus, and A/D conversion method
US8922402B2 (en) Offset correction device of comparator
US8659459B2 (en) Digital-to-analog converter, analog-to-digital converter including same, and semiconductor device
US9071265B1 (en) Successive approximation analog-to-digital converter with linearity error correction
US8653998B2 (en) D/A conversion circuit, A/D conversion circuit and electronic apparatus
CN105049049B (zh) 一种提高逐次逼近模数转换器dnl/inl的电容交换方法
US20140070968A1 (en) Reducing the effect of elements mismatch in a sar adc
CN107135000A (zh) 模数转换器中的电容器顺序确定
CN105959006A (zh) 逐次逼近型模数转换器校准电路
CN110086468A (zh) 一种非二进制逐次逼近型模数转换器的权重校准方法
CN107302359B (zh) 高精度逐次逼近结构adc的变权重子dac校正方法
CN112751566A (zh) 冗余逐次逼近型模数转换器及其操作方法
US8120517B2 (en) Digital-analog conversion circuit and output data correction method of the same
KR20110072203A (ko) 오프셋 전압 보정 기능을 가지는 아날로그-디지털 변환기
EP1273102B1 (en) A digital to analog converter
CN106899300A (zh) 一种用于逐次逼近模数转换器的冗余循环平均方法
CN112039528A (zh) 一种逐次逼近模数转换器中的电容阵列逻辑控制方法
US7911369B2 (en) Pipelined AD converter
CN110535467B (zh) 逐步逼近型模数转换装置的电容阵列校准方法和装置
CN106301366B (zh) 模拟至数字转换装置及相关的校准方法与校准模块
KR100696945B1 (ko) 아날로그 디지털 변환기의 단위 블록을 재사용하여고해상도를 구현하는 축차근사형 아날로그 디지털 변환 장치
US7633415B2 (en) System and method for calibrating digital-to-analog convertors

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant