CN110061740B

CN110061740B - 处理电路

Info

Publication number: CN110061740B
Application number: CN201910043724.7A
Authority: CN
Inventors: 尼克拉斯·林克维奇; 吉多·德勒格; 查尔斯·约瑟夫·德迪克
Original assignee: Socionext Inc
Current assignee: Socionext Inc
Priority date: 2018-01-19
Filing date: 2019-01-17
Publication date: 2023-08-22
Anticipated expiration: 2039-01-17
Also published as: US20190229741A1; CN110061740A; EP3514963A1; US10700692B2; EP4170910A1

Abstract

一种处理电路包括：参考节点，用于连接至参考电压源，以便在参考节点处建立本地参考电压信号；信号处理单元，其连接至参考节点，并且能够进行操作以利用本地参考电压信号来处理输入信号，其中信号处理单元被配置成从参考节点提取电流，该电流至少一部分依赖于输入信号；以及电流补偿单元，其连接至参考节点并且能够进行操作以将补偿电流施加至参考节点，其中基于指示输入信号以及/或者信号处理单元的操作的指示器信号，电流补偿单元被配置成控制补偿电流以至少部分地补偿由于输入信号引起的信号处理单元从参考节点提取的电流的变化。

Description

处理电路

技术领域

本发明涉及处理电路和方法。可以提供实施方式，例如，作为(或者作为部分)集成电路。

背景技术

例如处理输入信号的这种处理电路的处理器受到所谓的数据依赖误差(data-dependent errors)的影响。也就是说，处理输入信号的结果(例如输出信号)可能受到依赖于输入信号值的误差的影响。这种处理器或者处理单元的一个示例是数模转换器(DAC)，其处理输入数字信号并基于输入数字信号生成输出模拟信号。例如，这种DAC可以在逐次逼近寄存器(SAR)模数转换器(ADC)中应用。

希望解决这种问题。

发明内容

根据一个方面的实施方式，提供了一种处理电路，包括：参考节点，用于连接参考电压源，以便在参考节点处建立本地参考电压信号；信号处理单元，其连接至参考节点，并且能够操作以利用本地参考电压信号来处理输入信号，其中信号处理单元被配置成从参考节点提取电流，该电流至少一部分依赖于输入信号；以及电流补偿单元，其连接至参考节点，并且能够进行操作以将补偿电流施加至参考节点，其中基于指示输入信号以及/或者信号处理器单元的操作的指示器信号，电流补偿单元被配置成控制补偿电流以至少部分地补偿由于输入信号引起的信号处理单元从参考节点提取的电流的变化。

因此，信号处理单元从参考节点提取的电流的变化(由于输入信号引起)可以由电流补偿单元从参考节点提取的补偿电流来补偿。也就是说，如果信号处理单元从参考节点提取的电流由于输入信号而变化，那么由电流补偿单元施加在参考节点的补偿电流也将会变化，使得变化至少部分地被补偿电流消除或补偿。因此数据依赖误差(即，输入信号造成的在处理电路中关于参考信号的电流变化所导致的误差)的影响可以减小。

优选的是，基于指示器信号，电流补偿单元被配置成控制补偿电流以至少部分地调节电流处理单元以及电流补偿单元从参考节点提取的总电流。也就是说，补偿电流可以被施加至参考节点，使得信号处理单元以及电流补偿单元从参考节点提取的总电流的至少一部分是相对恒定的。例如，如果信号处理单元从参考节点提取的电流由于输入信号的值而减小，那么电流补偿单元从参考节点提取的补偿电流可以增大，使得两个单元从参考节点提取的电流基本不变(关于与输入信号相关联的电流)。

电流补偿单元能够进行操作以从参考节点提取补偿电流，或者向参考节点提供补偿电流。因此，对参考节点施加补偿电流可以包括从参考节点提取电流或者向参考节点提供电流，并且可以进一步包括电流提取和提供的结合。

在优选的实施方式中，处理电路可以包括信号产生电路，其能够进行操作以基于输入信号以及/或者信号处理单元的操作来生成指示器信号。因此，信号产生电路可以与信号处理单元相关联或者可通信地连接至信号处理单元，使得信号生成电路能够生成适当的指示器信号。

电流补偿单元可以包括：一个或更多个电容器；以及控制电路，其在一系列操作的每个操作中能够进行操作以选择性地控制电容器与参考节点的连接，以便控制补偿电流。因此，一个或更多个电容器以及电容器与参考节点的选择性连接可以至少部分地确定施加至参考节点的补偿电流。例如，取决于连接至参考节点时电容器的状态(充电/放电)，连接至参考节点的电容器的数量越多，可能导致从参考节点提取或者提供给参考节点更大的补偿电流。

控制电路可以优选地能够进行操作以基于指示器信号来参照查找表，以确定哪个电容器的(如果存在的话)要选择地连接至参考节点。也就是说，对于给定的指示器信号(例如指示器信号值)，查找表可以指示一个或更多个电容器中的哪个连接至参考节点。

电流补偿单元可以进一步包括电阻器，其连接在参考节点和一个或更多个电容器之间，以限制施加至参考节点的补偿电流的峰值。此外，在一系列操作中的每个操作中，电流补偿单元的控制电路可以在将电容器连接至参考节点之前，对要连接至参考节点的电容器进行充电或放电。

在优选的实施方式中，指示器信号是数字信号，该数字信号的值是多比特值；并且控制电路能够进行操作以基于多比特值的特定比特来控制补偿电流。因此，只有多比特值的某些比特，而不是多比特值的所有比特，可以用于控制补偿电流。同样地，多比特值可以逐比特地生成；并且控制电路能够进行操作以随着数字信号的特定比特的生成而基于该数字信号的特定比特来控制补偿电流。因此，在对补偿电流进行适当的控制之前，控制电路可以不需要接收指示器信号的所有比特，甚至不需要已经生成所有比特。因此，补偿电流可以更快地施加至参考节点。

优选的是，通过下述手段来产生多比特值：硬布线逻辑；或存储在非易失性存储器中的常数查找表；或存储在易失性存储器中的可配置的查找表。例如，非易失性存储器可以是ROM，而易失性存储器可以是RAM。

在优选的实施方式中，信号处理单元从参考节点提取的电流的一部分可以是与信号处理单元相关并且与输入信号无关的确定性电流。也就是说，确定性电流是信号处理单元从参考节点提取的不根据输入信号值而变化的一部分电流。

信号处理单元可以包括：模数转换器；或数模转换器；或SAR模数转换器的数模转换器；或混合信号处理单元；或交替模数转换器；或流水线式模数转换器。因此，信号处理单元可以是任何一种适当的信号处理单元，例如转换器。

可以认为，信号处理单元和电流补偿单元是单元对，并且处理电路包括连接至相应的多个参考节点的多个单元对。此外，所述多个参考节点可以通过配电网连接至共享参考节点。

单元对的信号处理单元可以优选地被配置成以相对于彼此的时间交错关系或者彼此同时地执行相应的操作。

优选的是，基于指示器信号，电流补偿单元被配置成仅当输入信号或指示器信号在给定的值范围内时控制补偿电流。

根据第二方面的实施方式，提供了一种电流补偿单元，用于连接至参考节点以及信号处理单元，其中参考节点用于连接至参考电压源，以便在参考节点处建立本地参考电压源信号，并且其中当连接至参考节点时，信号处理单元能够进行操作以利用本地参考电压信号来处理输入信号，并且从参考节点提取至少一部分依赖于输入信号的电流，电流补偿单元包括：输入单元，其能够进行操作以接收指示输入信号以及/或者信号处理单元的操作的指示器信号；以及输出单元，其用于连接至参考节点并且能够进行操作以将补偿电流施加至参考节点，其中基于指示器信号，电流补偿单元被配置成控制补偿电流以至少部分地补偿由于输入信号引起的信号处理单元从参考节点提取的电流的变化。

因此，本发明的实施方式扩展到电流补偿单元和包括电流补偿单元的处理电路。第一方面的特征加以必要的修改适用于第二方面，反之亦然。

根据另一个方面的实施方式，提供了一种集成电路，其包括根据本发明上述方面的处理电路或者电流补偿单元。例如，集成电路可以是片上系统(SOC)电路。

本发明扩展到与设备方面相对应的方法方面。

附图说明

现在仅通过示例的方式参照附图，在附图中：

图1是现有技术中已知的处理电路的比较示例；

图2是根据本发明的一个方面的通用实施方式的处理电路的框图；

图3是根据本发明的一个方面的实施方式的处理电路的框图；

图4是根据本发明的一个方面的详细实施方式的处理电路的框图；

图5是根据本发明的一个方面的实施方式的电流补偿单元的电路图以及相关查找表；

图6是根据本发明的一个方面的实施方式描述处理电路的参考电流的曲线图；以及

图7是根据本发明的一个方面的实施方式的包括处理电路的片上系统集成电路的框图。

具体实施方式

图1是现有技术中已知的处理电路的比较示例，在这个示例中是SAR ADC。SAR ADC包括参考网络模型91(代表从理想参考源传送电压参考信号的配电网)、数模转换器(DAC)92、比较器93以及控制单元94。

在实际实现中，由参考网络模型91代表的寄生片上配电网(parasitic on-chipdistribution network)可以将参考电压源与信号处理单元(SAR ADC)的一个或多个DAC实例连接。虽然参考源本身可以被认为是“理想的”或“非理想的”，但是本地参考总是“非理想的”。这意味着变化的电流会产生变化的本地电压。特定类型的参考源在这里并不是关键的，而是将焦点放在建立在DAC 92处的本地参考电压信号上。

在图1示出的SAR ADC中，在比较器93处将输入信号Vin与内部生成电压进行比较。在将模拟输入转换成数字时，利用SAR ADC的DAC 92，在连续的步骤中对输入电压Vin进行近似。DAC 92连接至参考网络模型91并且接收参考电压信号VRef，并从中提取参考电流IRef。如图所示，DAC 92从参考源提取的电流IRef包括确定性电流Idet和模式依赖电流Ipat。因此，在输入到DAC 92的参考节点处的电压下，DAC产生的电流分布可以表示为Idet+Ipat。

比较器93的输出与接收比较结果的控制单元94连接。控制单元94是逐次逼近寄存器(SAR)，其以连续步骤将Vin的近似数字码提供给DAC92。DAC 92利用参考电压VRef将代表Vin的控制单元94的数字码输出转换为模拟的，以用于在下一个回路中与Vin进行比较。

如前所述，DAC 92从参考网络模型91提取参考电流IRef，该参考电流IRef包括确定性电流Idet和模式依赖电流Ipat。确定性电流依赖于DAC92的操作而独立于输入信号Vin，并且从它不依赖于数据的意义而言它是确定性的。相反，模式依赖电流Ipat依赖于控制单元94提供给DAC 92的数字码(其依赖于Vin)。

因此，DAC 92提取的电流至少部分地依赖于处理信号Vin。也就是说，输入信号Vin影响控制单元94的行为，从而利用参考电压来影响DAC92所需的转换。因此，DAC 92可以从参考网络模型91提取可变量的电流。

这意味着从参考网络模型91提取的电流不是恒定的，并且不是可预测的(确定性的)，并且可能导致本地参考电压VRef发生变化并偏离它的期望值。这可能会导致在Vin的处理过程中由于不正确的参考电压值而出现误差，该误差甚至可能会随着时间累积。也可能在其它电路中引起误差，所述其它电路可连接至参考网络模型91并且使用参考电压VRef。此外，参考电压中的变化可能导致参考节点从参考网络模型91提取更多的电流，这可能对使用参考源的其它电路产生连锁效应。

因此，需要考虑从参考节点提取的电流的变化，使得参考节点处的行为是可预测的，并且稳定的参考电压可以得到保持。

图2示出了表示根据本发明一个方面的一般实施方式的处理电路的示意性框图。信号处理电路包括连接至参考节点3的电流补偿单元(补偿器)1，以及同样连接至参考节点3的信号处理单元(处理器或处理单元)2。参考节点3可以进一步连接至参考源6，该参考源6提供用于在参考节点3处建立本地参考电压信号的参考信号。如前所述，假设参考源6是非理想的。

信号处理单元2利用本地参考电压信号来处理输入信号4。电流补偿单元1接收指示器信号5，该指示器信号5指示输入信号4以及/或者信号处理单元2的操作。指示器信号5可以作为输入信号4的一部分或者作为单独的信号而被从信号处理单元2或电路的另一部分接收。

信号处理单元2从参考节点提取电流，并且信号处理单元2提取的电流至少部分地依赖于它正处理的输入信号4。也就是说，输入信号4由信号处理单元2利用本地参考电压信号进行处理，并且信号处理单元2可以基于输入信号4的值从参考节点3提取可变量的电流。

电流补偿单元1可以从参考节点3提取电流，并且另外地或替选地向参考节点3提供电流。施加至(提取自和/或提供给)参考节点的电流在这里称为补偿电流。补偿电流用于补偿由于输入信号4引起的信号处理单元2从参考节点3提取的可变量的电流。也就是说，补偿电流被施加至参考节点3，使得信号处理单元2从参考节点3提取的电流以及电流补偿单元1从参考节点3提取的(以及/或者提供给参考节点3的)电流的总和比信号处理单元2单独从参考节点3提取的电流更少地依赖数据。在这种情况下，“更少地依赖数据”意味着：例如，假设相同的给定输入信号，从参考节点3提取的电流之和的变化小于仅由信号处理单元2从参考节点3提取的电流的变化。

例如，如果信号处理单元2从参考节点3提取的电流由于输入信号而减少，那么电流补偿单元1增大补偿电流(其是从参考节点3提取的)，以便在一定程度上控制电流补偿单元1和信号处理单元2从参考节点3提取的总电流。更准确地说，补偿电流被控制，以便至少部分地补偿由于输入信号引起的信号处理单元2从参考节点3提取的电流的变化。

另一方面，如果信号处理单元2从参考节点3提取的电流由于输入信号而增大，那么补偿电流(其是从参考节点3提取的)将被电流补偿单元1减小到至少部分地补偿由于输入信号引起的信号处理单元2从参考节点3提取的电流的变化。

电流补偿单元1基于指示器信号5来控制补偿电流，该指示器信号5指示输入信号4以及/或者信号处理单元2的操作。可以认为，指示器信号5直接或间接地代表信号处理单元2从参考节点3提取的电流(或至少代表与输入信号相关的电流Ipat的一部分)。也就是说，指示器信号5能够传达信息给电流补偿单元1，其代表输入信号以及/或者信号处理单元的操作，使得电流补偿单元1能够确定由于输入信号引起的信号处理单元2从参考节点3提取的电流，然后相应地控制补偿电流。因此，不管正在处理的输入信号4的值如何，都可以保持恒定的参考电流Iref(目前忽略确定性电流Idet)。由于从参考节点3提取的电流可以以这种方式变得与输入信号基本无关，因此，在参考节点处建立的本地参考电压信号Vref也可以变得与输入信号基本无关。

如上所述，信号处理单元2从参考节点3提取的电流Iref可以分为两类：确定性电流Idet和模式依赖电流Ipat。确定性电流Idet与信号处理单元相关联而与输入信号无关。模式依赖电流是信号处理单元2从参考节点3提取的电流，该电流基于输入信号的值而变化，并且由补偿电流对其进行补偿。电路中的不同电流在图3的框图中示出，下面将更详细地讨论。

图3描述了根据本发明一个方面的实施方式的处理电路的示意性框图。与图2相似，该图包括电流补偿单元1、信号处理单元(此处，混合信号处理单元，例如ADC或DAC)2、参考节点3、输入4、指示器信号5以及参考源6(被认为是真实参考源-未示出-和参考网络模型6的组合)。这些元件的连接方式与图2中相同。图中进一步包括控制单元7(例如，数字控制单元)，该控制单元7连接在信号处理单元2和电流补偿单元1之间，并且将指示器信号5提供给电流补偿单元1。

应该注意的是，本发明的实施方式可以应用于借助参考电压处理信号的任何处理电路，包括ADC和DAC。向电流补偿单元1有效地提供以下知识：处理单元2提取的电流的模式依赖性(即，与输入信号相关)的知识，使得电流补偿单元1能够基于指示器信号5(其本身基于输入信号)确定补偿电流的适当值以施加至参考节点。

下面将考虑应用于模数转换器的例子，该模数转换器包括具有逐次逼近的结构并且使用电容开关。

图4是根据本发明一个方面的详细实施方式的处理电路的示意性框图，该处理电路使用以逐次逼近(SAR)为基础的模数转换器。除了信号处理单元2包括数模转换器(DAC)21以及比较器22之外，图4与图3相同。基于比较器22的输出(进而基于输入信号Vin)，比较器22的输出连接至生成指示器信号5的控制单元7，并将其提供给电流补偿单元1。比较器22的输出也有效地反馈给DAC 21(通过控制单元7以及相关的处理)，以用于逐次逼近的下一次迭代。

如前所述，输入信号Vin与比较器22内部生成的电压进行比较。在将模拟输入转换为数字的时，利用SAR的DAC 21通过连续步骤对输入电压Vin进行近似。如上所述，DAC产生的电流分布包括确定性电流Idet以及模式依赖电流Ipat。因此，在参考节点3处的电压(图4中的Vref)下，DAC产生的电流分布可以表示为Idet+Ipat。

图4中示出的相关电路电流为：

■Idet-确定性电流(由DAC 21提取)

■Ipat-模式依赖电流(由DAC 21提取)

■Icc-补偿电流(由电流补偿单元1施加)

■Iref-总电流(在本地参考节点3上)

依赖于模式的电流Ipat由SAR控制块7产生(并且其依赖于输入信号)。电流Idet的确定性部分影响转换的增益和偏移，可以容易地对其进行修正。然而，不期望的和变化的(与输入信号相关的)电流Ipat产生了在系统级(即ADC外部)无法消除的符号间噪声。

因此，电流补偿单元1的作用是补偿模式依赖电流Ipat，更具体地说，补偿由于输入信号的变化造成的Ipat的变化。可能只有Ipat的一部分(例如大部分)可以得到补偿，或者总量可以得到补偿。例如，即使不是输入信号值的全部范围都可以得到补偿，也认为这是有益的。例如，补偿可以被限于针对产生Ipat的最低值的Vin的值。在某些设置中，仅在信号处理单元2从参考节点提取的电流Ipat下降至预定水平以下时使用电流补偿单元1，以提高电路的功率效率。

针对输入值的部分范围或全部范围的补偿的目标可以用下列表达式表示(在理想状况下)：

Ipat+Icc＝模式无关＝常数

在这种情况下，应该尽可能消除所有非确定性影响(针对输入值的部分范围或全部范围)。由于在SAR转换中由DAC 22提取的电流的模式依赖可以提前确定，所以可以基于控制单元7的即刻产生的决策模式的值，通过查找(例如，利用查找表)或硬布线逻辑来确定适当的补偿电流值。参考节点3处的电流或电压的测量是可以的，但不是必要的。

在一种设置中，电流补偿可以发生在“运行中”(on-the-fly)，即，在每个暂时处理的比特上立即发生，或者在一个子集的已处理比特上发生，例如，这些比特可以属于一个符号。也就是说，指示器信号可以是逐比特生成的多比特信号，并且电流补偿可以从早期的比特开始，而不需要等待所有的比特。在另一种设置中，例如，电流补偿可以发生在已经处理了完整的样本之后，或者在已经处理了一组比特之后，例如，流水线式SAR级中的一组比特。下面将更详细地讨论这些方法。

图5示出了根据本发明一个方面的实施方式的电流补偿单元1的示意性电路图和相关查找表。为了演示，可以假设图5中的电流补偿单元(补偿器)1与图4所示的SAR ADC集成。图5所示的电流补偿单元1包括电容器和开关的阵列11、控制电路12(图5中描绘为电路逻辑)以及电阻器13。应该注意的是，电阻器13是电流补偿单元1中的可选元件，并且，尽管图5中示出了三个电容器，但是电流补偿单元1中可以设置任意数量的电容器(一个或更多个)。

开关和电容器的阵列11被布置在参考节点与地之间。如图5所示，每个电容器都设有一个开关，该开关能够进行操作以将电容器连接至参考节点3。当电容器在非充电状态下连接至参考节点3(通过电阻器13)时，从构成(或促成)补偿电流Icc的参考节点处提取电流。电流补偿单元1从参考节点提取的电流(即补偿电流Icc)的量可以通过将更多的(或更少的)电容器连接至参考节点3而增大(或减小)。

因此，电容器可以可控制地连接到电路中，以改变从参考节点提取的补偿电流并且补偿由信号处理单元(或者更具体地说，信号处理单元的DAC)从参考节点提取的变化电流Ipat。在将电容器连接至电路之前可以对其充电或放电，以便控制补偿电流。

在图5的电流补偿单元中使用电容器，但是也可以使用能够从参考节点提取可控电流量的任何适当的电流吸收器(current sink)或者电流吸收器阵列。或者，对于电流补偿单元1中的电容器，电流补偿单元1可以包括一个或更多个电流源/吸收器(currentsources/sinks)，该电流源/吸收器可以将电流施加至参考节点3，以补偿由于输入信号造成的参考电流的变化。此外，可以提供电容器和电流源/吸收器的混合，以便提供对补偿电流的更通用且准确的调节。

回顾一下，尽管图4中示出的补偿电流Icc提取自参考节点3，但在另一设置中，补偿电流可以设置为被提供至参考节点，同时保持Ipat-Icc＝模式不相关＝常数，并且将相应地理解本公开。

回到图5，开关和电容器仅作为示例目的，并且根据应用以及/或者电容器的值，电容器与开关的比率可能变化。例如，可以提供一个开关，以便将多个电容器切换进电路或切换出电路。

将电容器连接至电路的开关由控制电路12控制。控制电路12接收指示器信号5。控制电路12选择性地切换一个或更多个开关，以便将电容器切换进电路或切换出电路。控制电路12可以作为逻辑电路或任何其他合适的控制器而提供，该合适的控制器能够根据指示器信号5选择性地切换开关阵列。

基于指示器信号5，控制电路12确定哪个电容器需要被连接到电路中，以产生适当的补偿电流Icc。然后，控制电路12相应地操作开关，以便将实现所需补偿电流的特定的电容器连接至参考节点3。剩余的电容器可以(或保留)从电路断开，使得它们不从参考节点3提取任何电流。指示器信号5可以作为具有一定比特数的数字信号而被提供，例如，该一定比特数可以由输入信号的值的范围来确定。

控制电路可以基于一个或更多个查找表，例如图5所示的，来确定将哪个电容器连接至参考节点，其中该一个或多个查找表基于信号处理单元2的DAC所提取的电流Ipat的模式依赖性。在每个查找表中有用于指示器信号(其可以用多个比特来表示，并且是输入给DAC 21的值并且与输入信号Vin的值相关)的一列；用于相关的切换模式的一列；以及用于所得到的相对补偿权重的一列(可选的，为了便于理解在此处包括)。可以看出，指示器信号的比特值被读取，然后根据查找表确定适当的补偿权重以及所需的电容器。然后，控制电路12能够进行操作以在开关和电容器的阵列中切换相关联的开关，以便将所确定的电容器连接至参考节点3(在这种情况下，在对它们进行第一次放电之后)。

表中示出了两种可能的确定补偿电流的方法——基于符号的方法和“运行中”方法。在基于符号的方法中，在确定所需电容器切换之前，需要四比特指示器信号。在“运行中”方法中，可以在将比特逐个地或逐对地读取到控制电路12中时做出确定。因此，基于符号的方法可以被认为是更准确的，而“运行中”方法则更快。由于误差不会随着时间累积，所以与“运行中”方法相关联的精确度的短期不足是可以接受的。

当应用于SAR ADC时，从最高有效位(MSB)开始连续地确定电流补偿单元(指示器信号)的判定比特(指示器信号5)。本例中的电流补偿器1工作如下：

-在符号的处理初始，对补偿电容(此处是C₀，C₁和C₂)进行放电。

i)在N＝4(N是指示器信号5的比特数)的“基于符号”的实现中，补偿发生在已知四个MSB之后(指示器信号可能有更多的比特，但是四个MSB可以足够了)。从表中查找这个4比特值，得到补偿电容器的特定组合。然后，控制电路12可以通过切换相关开关来给电容器的子集充电，使得它们连接至参考节点3。这一操作从Vref参考节点3(与电荷成正比)提取相关补偿电流Icc。参考节点3和电容器(如图5所示)之间可以设置电阻器R来限制峰值电流。

ii)在N＝4的“运行中”实现示例中，在已知最初的两个比特之后发生一次补偿。根据比特模式，电容(电容器)C₀被充电或不充电。在已知第三比特之后以及已知第四比特之后，补偿类似地发生。如图5中的查找表所示，根据前三比特(或四比特)的模式，电容C₁(或C₂)被充电或不充电。

图5的查找表中示出的值当然只是示例。在实践中，查找表的值可以是基于应用的，并且例如可以基于输入信号的值的范围，要读取或者提供给电流补偿单元1的比特数，以及/或者电流补偿单元1中的电容器(以及/或者电流源/吸收器)的值。如果对电流补偿单元1提供电流源而不是电容器，或者与电容器一起提供电流源，那么查找表将反映这一点。

基于输入信号以及相关联的电流的模式依赖性来确定查找表。查找表可以被预先存储在电流补偿单元1中，或者可以存储在与电流补偿单元1通信连接的存储单元中。

从图5的查找表中可以看出，在本示例中，中间范围的值不需要太多补偿，如果存在的话。因此，如上所述，为了提高系统的效率，电流补偿单元1可以仅补偿部分范围的值。例如，利用图5的表中所示的代表值，电流补偿单元可以仅使控制电路12在相对补偿权重高于预定值时切换开关和电容器的阵列，该预定值例如是2(即，对于相对补偿权重4，8，10，14而言)。

图6是描绘了根据本发明一个方面的实施方式的处理电路的示例参考电流Iref的图。在微分SAR ADC中从电容性DAC(C-DAC)提取的未补偿电流(Ipat+Idet)，诸如图4中所示的，通常具有抛物线的模式依赖性。这个抛物线曲线如图6中的曲线61所示。在这个图中，给定的数字值被绘制在x-轴上，所得到的电流被绘制在y-轴上。此外，假设恒定的采样率。可以将查找表和补偿电容设计成匹配该抛物线曲线。所得到的补偿电流(Ipat+Idet+Icc)的示例如图6中的曲线62所示。

从图6的曲线62可以看出，从参考节点3提取的已补偿参考电流62与未补偿参考电流61相比，(至少近似地)保持在基本不变的范围内。因此，参考电压Vref以及从参考源提取的电流Iref也可以是基本恒定的(基本不依赖数据)。输入信号的处理中的数据依赖误差可以减小，与参考源连接的其它电路中的误差也可以减小。例如，这里公开的处理电路的多个实例可以连接至相同的参考节点3。

所得到的已补偿参考电流的值的范围可以根据应用而改变，并且例如可以依赖于以下内容：用于确定的指示器信号的比特数、确定方法(例如“运行中”方法或符号方法)、查找表的精确度、以及/或者由电流补偿单元1施加至参考节点3的补偿电流Icc的范围和增量步长。例如，包括大阵列的电容器(具有不同值)的补偿器可能能够产生以下补偿电流：该补偿电流更精确地补偿输入值的模式依赖性。从图6中可以进一步看出，输入模式的中间范围值可能不需要补偿。

值得注意的是，这里所公开的电路可以被描述为信号处理器或补偿器。本发明的电路可以作为集成电路而实现，例如，实现在诸如倒装芯片的IC芯片上。本发明扩展至如上所述的集成电路和IC芯片、包括这类IC芯片的电路板、以及通信网络(例如，互联网光纤网络和无线网络)和包括这类电路板的这类网络的网络设备。

图7是根据本发明一个方面的实施方式的模数转换器(ADC)或数模转换器(DAC)电路70的示意性框图，该电路70包括处理电路9，该处理电路9包括电流补偿单元1。如图7所示，处理电路9和电流补偿单元1可以作为ADC或DAC的一部分而被提供，或者可以作为利用电压参考信号并且提取模式依赖电流Ipat的任何集成电路、片上系统、处理器、模拟或数字电路的一部分而被提供。例如，处理电路9可以对应于图2，3和4中的任何一个中的处理电路。

在上述任何方面，各种特征可以在硬件中实现，或者可以视情况作为在一个或更多个处理器上运行的软件模块而实现。一个方面的特征可以应用于任何其他方面。

本发明也提供了用于执行本文所描述的任何方法的计算机程序或计算机程序产品，以及存储有用于执行本文所描述的任何方法的程序的计算机可读介质。体现本发明的计算机程序可以存储在计算机可读介质上，或者其例如可以是信号的形式，例如从互联网网站提供的可下载数据信号，或者其可以是其它任何形式。

鉴于上述公开内容，本发明可以在所附权利要求书的精神和范围内以很多不同的方式体现。

Claims

1.一种处理电路，包括：

参考节点，用于连接至参考电压源，以便在所述参考节点处建立本地参考电压信号；

模数转换器电路，其连接至所述参考节点，并且包括数模转换器电路、比较器以及第一控制电路，其中，所述模数转换器电路能够进行操作以使用所述本地参考电压信号作为参考电压来执行对输入的模拟信号的模数转换处理，并且输出一输出数字信号；以及

电流补偿电路，其连接至所述参考节点，并且能够进行操作以从所述参考节点提取补偿电流；

其中，所述数模转换器电路被配置为从所述参考节点提取第一电流，所述第一电流包括确定性电流和模式依赖电流，所述模式依赖电流取决于输入的模拟信号的模式，所述确定性电流与输入的模拟信号的模式无关，

其中，所述电流补偿电路包括电容器和开关的阵列，并且被配置为基于指示器信号改变经由所述开关中的相应开关连接到所述参考节点的电容器，以及

其中，所述电流补偿电路被配置成：

从所述第一控制电路接收基于所述模数转换器电路的操作的指示器信号，并且基于所述指示器信号控制所述补偿电流，使得从所述参考节点提取的模式依赖电流与从所述参考节点提取的补偿电流之和与输入的模拟信号的模式无关，以及

通过在非充电状态下将电容器连接至所述参考节点，从所述参考节点提取所述补偿电流。

2.如权利要求1所述的处理电路，其中，所述电流补偿电路被配置成基于所述指示器信号改变所述补偿电流，使得所述模式依赖电流和所述补偿电流之和是恒定的。

3.如权利要求1所述的处理电路，其中，所述指示器信号包括与所述数模转换器电路的输入对应的多个数字比特。

4.如权利要求3所述的处理电路，其中，所述多个数字比特是逐比特产生的，并且所述电流补偿电路被配置为在生成每个比特时基于所述多个数字比特中的一个或多个比特来控制所述补偿电流。

5.如权利要求1所述的处理电路，其中，随着经由所述开关中的相应开关连接至所述参考节点的电容器的数量增加，从所述参考节点提取的补偿电流的量增加。

6.如权利要求1所述的处理电路，其中，从所述参考节点提取到处于非充电状态的电容器的部分电流构成所述补偿电流。

7.如权利要求4所述的处理电路，其中，所述电流补偿电路包括第二控制电路，所述第二控制电路被配置为从所述第一控制电路接收所述指示器信号，并且基于所述指示器信号选择性地切换所述开关。

8.如权利要求7所述的处理电路，其中，所述第二控制电路被配置为基于所述指示器信号来参照查找表，以确定所述电容器中的哪个电容器要选择性地连接至所述参考节点。

9.如权利要求1所述的处理电路，其中，所述电流补偿电路进一步包括连接在所述参考节点和电容器的阵列之间的电阻器，以限制从所述参考节点提取的所述补偿电流的峰值。

10.如权利要求4所述的处理电路，其中，通过下述手段来产生所述多个数字比特：

硬布线逻辑；或

存储在非易失性存储器中的常数查找表；或

存储在易失性存储器中的可配置的查找表。

11.如权利要求1-10中的任一项所述的处理电路，包括信号产生电路，所述信号产生电路能够进行操作以基于输入的模拟信号以及/或者所述模数转换器电路的操作来生成所述指示器信号。

12.如权利要求1-10中的任一项所述的处理电路，其中，所述模数转换器电路和所述电流补偿电路是单元对，并且其中，所述处理电路包括连接至相应的多个所述参考节点的多个单元对，并且可选地，多个参考节点通过配电网连接至共享参考节点。