DE102019105957B4 - Temperaturbasierte referenzverstärkungskorrektur für einen analog-digital- wandler - Google Patents

Abstract

Temperaturkompensationsschaltungsanordnung (110), die ausgebildet ist zum Steuern einer Verstärkungseinstellung in einem Analog-Digital-Wandler (ADW) (150, 250), der ein analoges Signal (Vin) auf Basis einer Referenzspannung (Vref) in ein digitales Signal (Dout) umwandelt, umfassend:eine Temperatur-Verstärkungskorrekturschaltungsanordnung (120, 220a, 200b), die ausgebildet ist zum Ermitteln eines Korrekturterms auf Basis einer Temperatur (T), die die Referenzspannung (Vref) beeinflusst, wobei der Korrekturterm nichtlineare Effekte der Temperatur auf die Referenzspannung (Vref) korrigiert, undeine Kombinationsschaltungsanordnung (130, 230), die ausgebildet ist zum:Kombinieren des Korrekturterms (-N(T)) mit einem Kalibrierungsverstärkungswert (Fscal), um einen korrigierten Kalibrierungsverstärkungswert (Fscal - N(T)) zu generieren, wobei der Kalibrierungsverstärkungswert (Fscal) lineare Effekte der Temperatur auf die Referenzspannung (Vref) korrigiert; undBereitstellen des korrigierten Kalibrierungsverstärkungswerts (Fscal - N(T)) an den ADW (150, 250), um die Verstärkungseinstellung zu steuern.

Description

• Die vorliegende Offenbarung betrifft das Gebiet der Analog-Digital-Wandler (ADWs) und insbesondere Verfahren, Systeme und eine Schaltungsanordnung zum Korrigieren einer Referenzverstärkung für einen ADW auf Basis einer Temperatur.
• Die meisten ADWs verwenden eine Referenzspannung zum Durchführen der Umwandlung von einem analogen Signal in ein digitales Signal. Sogar geringfügige Schwankungen bei der Referenzspannung wirken sich auf die Konstanz und Präzision des ADW aus. Änderungen bei der Temperatur beeinflussen Referenzspannungssignale aufgrund von Einrichtungsphysik- und Herstellungstoleranzen für die Komponenten, die das Referenzspannungssignal generieren. Somit wird die Präzision von ADWs oftmals durch die Temperaturschwankung der Referenzspannung beschränkt, was zu einem Verstärkungsfehler im ADW führt.
  US 5 319 370 A beschreibt einen ADW, wobei Kompensationswerte, die einen Einfluss der Temperatur auf eine Referenzspannung angeben, ermittelt und in einer Nachschlage-Tabelle gespeichert werden, und wobei im Betrieb des ADWs eine Verstärkung anhand einer derzeitigen Temperatur und des der derzeitigen Temperatur zugeordneten Kompensationswerts geregelt wird.
• Einige Beispiele von Schaltungen, Vorrichtungen und/oder Verfahren werden nachfolgend lediglich beispielhaft beschrieben. In diesem Kontext wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen.
• 1A ist eine Menge von Kurven, die eine Temperaturschwankung der Bandabstands-Referenzspannung für drei verschiedene Siliziumprozessecken veranschaulichen.
• 1B ist eine Menge von Kurven, die eine resultierende ADW-Verstärkungs-Temperatur-Schwankung auf Basis der in 1A gezeigten Bandabstands-Referenzspannungsschwankung veranschaulicht.
• 1C ist eine Menge von Kurven, die eine ADW-Verstärkungs-Temperatur-Schwankung veranschaulichen, nachdem eine lineare Verstärkungskalibrierung bei einer Temperatur T3 durchgeführt wird.
• 2 veranschaulicht eine beispielhafte Temperaturkorrekturschaltungsanordnung zur Verwendung mit einem ADW gemäß verschiedenen beschriebenen Aspekten.
• 3A veranschaulicht eine beispielhafte Temperaturkorrekturschaltungsanordnung, die eine Nachschlagetabelle gemäß verschiedenen beschriebenen Aspekten enthält.
• 3B veranschaulicht eine weitere beispielhafte Temperaturkorrekturschaltungsanordnung, die eine Korrekturterm-Berechnungsschaltungsanordnung gemäß verschiedenen beschriebenen Aspekten enthält.
• 4 veranschaulicht ein Beispielverfahren zum Steuern einer Verstärkungseinstellung für einen ADW zum Kompensieren einer Temperaturschwankung gemäß verschiedenen beschriebenen Aspekten.
• Die Präzision von ADWs wird oftmals durch die Temperaturschwankung der Referenzspannung beschränkt, was zu einem ADW-Verstärkungsfehler führt. Viele ADWs verwenden eine „Bandabstands-Spannungsreferenz“ (auch als ein „Bandabstand“ bezeichnet), die eine temperaturunabhängige Spannungsreferenzschaltung ist. Ein Bandabstand ist ausgelegt zum Erzeugen einer festen oder konstanten Spannung, die gegenüber einer durch Stromversorgungsschwankungen, Temperaturänderungen und Schaltungsbelastung von einer Einrichtung verursachte Schwankung immun ist. In der Wirklichkeit jedoch besitzt die Bandabstand-basierte Referenzspannung sowohl lineare als auch nichtlineare Temperaturschwankungen aufgrund von Einrichtungsphysik- und Herstellungstoleranzen, die bis zu ±1 % betragen können. Zur Verbesserung der ADW-Präzision wird eine Temperaturschwankung der Referenzspannung im analogen oder digitalen Bereich kompensiert, korrigiert oder kalibriert.
• 1A zeigt eine Temperaturschwankung einer Bandabstands-Referenzspannung für drei verschiedene Siliziumprozessecken 0, 1 und 2. Eine „Prozessecke“ ist eine Kombination aus Siliziumverarbeitungsparameterwerten, die einen relativ extremen Effekt auf die Leistung des Bandabstands hat. 1B zeigt die resultierende ADW-Verstärkungs-Temperatur-Schwankung. G0, G1 und G2 sind die linearen Verstärkungen, die kalibriert werden können. G0 ist die Zielverstärkung. 1C zeigt die ADW-Verstärkungs-Temperatur-Schwankung nach einer linearen Verstärkungskalibrierung bei Temperatur T3. Es ist ersichtlich, dass ein signifikanter nichtlinearer Verstärkungsfehler übrigbleibt, nachdem die lineare Verstärkungskalibrierung durchgeführt worden ist.
• Analoge Referenzspannungskorrekturtechniken basieren auf Schaltungskompensation und nutzen analoge Kalibrierung bei einer oder zwei bekannten Temperaturen (was zu Prüfzeitkosten führt). Der durch die lineare Temperaturschwankung verursachte Verstärkungsfehler (von der Siliziumprozessecke abhängig) kann unter Verwendung von analogem Stutzen korrigiert werden, wie in 1A-1C veranschaulicht. Der durch eine nichtlineare Temperaturschwankung verursachte Verstärkungsfehler (von der Siliziumprozessecke relativ unabhängig) wird unter Verwendung einer separaten anlogen Krümmungskorrekturschaltungsanordnung korrigiert, was die Referenzspannungsschaltungskomplexität und -kosten zum Implementieren der Krümmungskorrektur erhöht. Es kann eine hochpräzise externe Referenzspannung verwendet werden, doch verschlechtert diese Lösung das Niveau der SoC-Integration und führt zu zusätzlichen Systemkosten und Package-Pins.
• Digitale Referenzspannungskorrekturtechniken nutzen eine digitale Post-Verarbeitung und beinhalten eine Kalibrierung bei einer oder zwei bekannten Temperaturen (um die lineare Verstärkungstemperaturkomponente zu korrigieren) sowie eine nichtlineare Verstärkungskorrektur während digitaler Post-Verarbeitung auf Basis von Echtzeit-Temperaturinformationen. Aufgrund der zunehmenden Verbreitung von digitaler Signalverarbeitung (DSP) in On-Chip-Systemen (SoC) wird die digitale Post-Verarbeitung zu einer attraktiven Option für die Referenzspannungskorrektur. Für Hardware-basierte digitale Post-Verarbeitung können Polynome (programmierbare Koeffizienten) oder eine Nachschlagetabelle verwendet werden, um eine finite Menge von temperaturabhängigen Korrekturfaktoren zu speichern. Diese digitalen Post-Verarbeitungslösungen beinhalten Hardware- oder Prozessor-basierte digitale arithmetische Operationen.
• Da die Referenzspannungstemperaturschwankung zu einem ADW-Temperatur-Verstärkungsfehler führt, wird typischerweise eine gewisse Temperaturmessung und eine digitale Multiplikationsoperation für eine nichtlineare Verstärkungskorrektur durchgeführt. Dies bedeutet, dass eine Prozessor-/Firmware-Intervention oder eine dedizierte digitale Arithmetikhardware benötigt wird, um die Multiplikationsoperation durchzuführen. Ein Prozessor/eine Firmware steht in einigen Applikationen nicht zur Verfügung, zum Beispiel automotiv mit funktionalen Sicherheitsanforderungen. Dedizierte digitale Arithmetikhardware bringt zusätzliche Schaltungsfläche und Leistung mit sich.
• Es werden hierin Verfahren, Systeme und Schaltungsanordnungen beschrieben, die eine digitale Post-Verarbeitungskorrektur einer ADW-Verstärkung durchführen, um eine Referenzspannungsschwankung aufgrund von Temperatureffekten mit und ohne Verwendung einer digitalen arithmetischen Multiplikationsoperation zu kompensieren. Die beschriebenen Verfahren, Systeme und Schaltungsanordnungen können auf einen beliebigen ADW angewendet werden, wo der digitale Verstärkungswert in der Umwandlung inhärent ist und mit hoher Auflösung verstellt werden kann. Zu Beispielen für solche ADWs zählen Delta-Sigma-ADWs mit zählerbasierten Filtern (z.B. Kammfiltern), ADWs vom integrierenden Typ (Einzel-Doppelsteigung) mit diskreten Zeitzyklen (üblicherweise zählerbasiert).
• 2 veranschaulicht ein beispielhaftes Temperaturkompensationssystem 100, das ausgebildet ist zum Verstellen der Verstärkung eines ADW 150, um temperaturinduzierte Schwankungen bei einer Referenzspannung Vref zu kompensieren. Im Allgemeinen ist Dout (der durch den ADW generierte digitale Ausgangscode) gleich einem Vollbereichsausgangscode FS multipliziert mit einem Verhältnis zwischen der zu digital umgewandelten analogen Spannung (Vin) und Vref. $$\text{Dout}=\text{FS}\cdot \text{Vin/Vref}$$

  
• Das Temperatursignal (T) gibt eine Temperatur an, die die an den ADW 150 gelieferte Referenzspannung Vref beeinflusst. Beispielsweise kann die Temperatur die Temperatur eines oder in der Nähe eines Bandabstands sein, der Vref generiert. Das Temperatursignal kann durch einen Temperatursensor wie etwa einen Referenztemperatursensor generiert werden, der die Temperatur misst. Alternativ kann das Temperatursignal „indirekt“ auf Basis anderer erfasster Parameter von Komponenten nahe dem Bandabstand generiert werden. Das Temperatursignal kann eine Temperatursegmentkennzeichnung sein, die ein Segment oder einen Teilbereich der Temperatur in einem vorbestimmte segmentierten Bereich von erwarteten Arbeitstemperaturen identifiziert. Das Temperatursignal kann auch eine bekannte temperaturabhängige Eingangsspannung sein, wie etwa eine durch einen Referenztemperatursensor generierte Proportional-zu-Absolut-Temperatur(PTAT)-Spannung. Es können auch beliebige andere Arten von Temperatursignalen verwendet werden, die die Temperatur zu dem Temperaturkompensationssystem 100 kommunizieren können.
• Wie oben unter Bezugnahme auf die 1A-1C erörtert, wird eine lineare Verstärkungskalibrierung an FS durchgeführt, um einen „Kalibrierungsverstärkungswert“ FScal zu generieren (der äquivalent zu den kalibrierten Verstärkungen 0c, 1c, 2c in 1C ist). Die lineare Verstärkungskalibrierung wird auf Basis einer linearen Beziehung zwischen der Vollbereichsverstärkung und einer Referenzspannung durchgeführt, um eine Zielverstärkung G0 bei einer gewissen Kalibrierungstemperatur T3 zu erhalten. Das Temperaturkompensationssystem 110 verstellt den Kalibrierungsverstärkungswert FScal, um nichtlineare Temperaturspannungen bei Vref zu kompensieren, wenn die Temperatur von T3 abweicht. Um dies zu bewerkstelligen, enthält das Temperaturkompensationssystem 100 eine Temperaturkompensationsschaltungsanordnung 110, die eine korrigierten kalibrierten Verstärkungswert (FScal-N(T)) generiert, der an die Verstärkungssteuerschaltungsanordnung 155 des ADW geliefert wird.
• Die Temperaturkompensationsschaltungsanordnung 110 enthält eine Temperatur-Verstärkungskorrekturschaltungsanordnung 120, die den Korrekturterm N(T) auf Basis des Temperatursignals (T) generiert. Der Korrekturterm korrigiert den nichtlinearen Effekt der Temperatur auf die in den ADW eingegebene Referenzspannung. Der Korrekturterm wird durch eine Kombinationsschaltungsanordnung 130 mit dem Kalibrierungsverstärkungswert FScal kombiniert, um den korrigierten Kalibrierungsverstärkungswert zu erzeugen. Bei einem Beispiel enthält die Kombinationsschaltungsanordnung einen digitalen Addierer. Der ADW 150 führt Analog-Digital-Umwandlungen durch, wie durch die Verstärkungssteuerschaltungsanordnung 155 gesteuert, unter Verwendung des durch die Temperaturkompensationsschaltungsanordnung 110 generierten korrigierten Kalibrierungsverstärkungswerts.
• Man erinnere sich, dass bei der Temperatur T der ADW-Ausgang Dout(T) = FS*Vin/Vref(T). Die Referenzspannung kann ausgedrückt werden als: $$\text{Vref}\left(\text{T}\right)=\text{VBE}\left(\text{T}\right)+\mathrm{\lambda }\text{*T}=\text{VBEO}\left(\text{Tr}\right)+\text{a*T}+\text{c}\left(\text{T}\right)$$

  

  $$=\text{VBEO}\left(\text{Tr}\right)\left\{1+\text{h}\left(\text{T}\right)\right\}$$

  

  Wobei a der restliche lineare Term in VBE nach Proportional-zu-Absolut-Temperatur (PTAT)-Kompensation ist: $$\text{a}=\left\{\text{VBE}\left(\text{Tr}\right)-\text{VBEnom}\left(\text{Tr}\right)\right\}/\text{Tr}$$

  

  Wobei VBE nom(Tr) und VBE (Tr) die nominellen und tatsächlichen Siliziumwerte von VBE(T) bei der Temperatur Tr sind. Aufgrund von Herstellungsprozessschwankungen sind VBE nom(Tr) und VBE (Tr) verschieden. Der Wert von a kann durch Kalibrierung bei bekannter Temperatur gemessen werden. Bekannterweise ist: $$\text{h}\left(\text{T}\right)=\left\{\text{a}*\text{T}+\text{c}\left(\text{T}\right)\right\}/\text{VBEO}\left(\text{Tr}\right)$$

  

  $$\text{c}\left(\text{T}\right)=\mathrm{\beta }*\left(\text{T}-\text{Tr}-\text{T*Ln}\left(\text{T/Tr}\right)\right)$$

  

  $$\mathrm{\beta =}\left(\text{k}/\text{q}\right)*\left(\mathrm{\eta -}\text{m}\right)$$

  

  Wobei der Wert von β von physikalischen Konstanten (k,q) sowie Prozessparametern (η, m) abhängt und am besten durch Siliziumcharakterisierung erhalten wird. m ist der bipolare Kollektorstrom-Temperaturexponent (bei einem PTAT-Design typischerweise unter 1 aufgrund des Widerstands-TemperaturKoeffizienten). VBEO(Tr) ist die ideale Referenzspannung Vref_ideal.
• Dout(T) kann ausgedrückt werden als: $$\text{Dout}\left(\text{T}\right)=\text{FS}*\text{VIN/}\left[{\text{Vref}}_{\text{ideal}}\left\{1+\text{h}\left(\text{T}\right)\right\}\right]=\text{FS}\left(\text{T}\right)*{\text{VIN/Vref}}_{\text{ideal}}$$

  

  $$\text{Wobei FS}\left(\text{T}\right)=\text{FS/}\left\{1+\text{h}\left(\text{T}\right)\right\}$$

  
• Für eine Einzelpunktkalibrierung bei der Temperatur Tc: $$\text{Dout}\left(\text{Tc}\right)=\text{FS}\left(\text{Tc}\right)*{\text{VIN/Vref}}_{\text{ideal}}$$

  

  Das Setzen von Dout(Tc) = FS_ideal * VIN/ Vref_ideal, wobei FS_ideal der ideale Vollbereichszählwert FS(Tc)= FS_ideal ist: $$\text{FS}={\text{FS}}_{\text{ideal}}*\left\{1+\text{h}\left(\text{Tc}\right)\right\}={\text{FS}}_{\text{ideal}}+{\text{FS}}_{\text{ideal}}*\text{h}\left(\text{Tc}\right)$$

  

  $$\text{FScal}={\text{FS}}_{\text{ideal}}+\text{Ncal}$$

  

  Wobei Ncal = Integer[FS_ideal *h(Tc)] und FScal die durch Ncal definierte digitale kalibrierte Vollbereichsverstärkung ist. Es existiert eine lineare Beziehung zwischen der Vollbereichsverstärkung (FScal) und Vref: $$\text{Dout}\left(\text{T}\right)=\text{FS}*\text{VIN/Vref}\left(\text{T}\right)*\text{VIN}$$

  

  Während Kalibrierung bei Tc, $$\text{FScal/Vref}\left(\text{Tc}\right)={\text{FS}}_{\text{ideal}}{\text{/Vref}}_{\text{ideal}}$$

  

  $$\text{FScal}=\left({\text{FS}}_{\text{ideal}}{\text{/Vref}}_{\text{ideal}}\right)*\text{Vref}\left(\text{Tc}\right)=\text{G}*\text{Vref}\left(\text{Tc}\right)$$

  

  wobei G = (FS_ideal/Vref_ideal) der lineare Verstärkungsfaktor ist.
• Nach der Kalibrierung, $$\text{Dout}\left(\text{T}\right)=\text{FS}\left(\text{T}\right)*{\text{VIN/Vref}}_{\text{ideal}}=\left[\text{FScal/}\left\{1+\text{h}\left(\text{T}\right)\right\}\right]*{\text{VIN/Vref}}_{\text{ideal}}$$

  

  Und für h(T) <<1, 1/{1 + h(T)} ≈ {1 - h(T)}: $$\text{Dout}\left(\text{T}\right)\approx \left[\text{FScal*}\left\{1-\text{h}\left(\text{T}\right)\right\}\right]*{\text{VIN/Vref}}_{\text{ideal}}=\left[\text{FScal}-\text{FScal*h}\left(\text{T}\right)\right]*{\text{VIN/Vref}}_{\text{ideal}}$$

  

  $$=\left[\text{FScal}-\text{N}\left(\text{T}\right)\right]*{\text{VIN/Vref}}_{\text{ideal}}$$

  
• Wobei N(T) = Integer[FScal*h(T)] und N(T) ein temperaturabhängiger Korrekturterm ist, der von dem kalibrierten Vollbereichszählwert FScal subtrahiert werden muss. Der Korrekturterm kann in einem Beispiel in einer Nachschlagetabelle (LUT - Lookup Table) gespeichert werden (siehe 3A). Bei einem 2-er Komplementformat wird nur ein digitaler Addierer benötigt, um den temperaturabhängigen Korrekturterm zu berechnen. Dies ist im Vergleich zu einem digitalen Multiplizierer viel weniger komplex.
• Dies bedeutet, dass $$\text{Dout}\left(\text{T}\right)=\left[{\text{FS}}_{\text{ideal}}+\text{Ncal}-\text{N}\left(\text{T}\right)\right]*{\text{VIN/Vref}}_{\text{ideal}}$$

  

  $$=\left[{\text{FS}}_{\text{ideal}}+\text{Ncal}-\text{N}\left(\text{T}\right)\right]/{\text{FS}}_{\text{ideal}}*{\text{VIN/Vref}}_{\text{ideal}}$$

  

  $$=\text{GainTrim}\left(\text{T}\right)*{\text{Dout}}_{\text{ideal}}$$

  

  $$\text{GainTrim}\left(\text{T}\right)=\left[{\text{FS}}_{\text{ideal}}+\text{Ncal}-\text{N}\left(\text{T}\right)\right]{\text{/FS}}_{\text{ideal}}$$

  

  und $${\text{Dout}}_{\text{ideal}}={\text{FS}}_{\text{ideal}}*{\text{VIN/Vref}}_{\text{ideal}}$$

  
• 3A veranschaulicht ein beispielhaftes Temperaturkompensationssystem 200a, das mit Hilfe einer Nachschlagetabelle die Verstärkung eines ADW 250 verstellt, um Schwankungen bei Vref aufgrund von Temperatureffekten zu kompensieren. Das System 200a enthält eine lineare Verstärkungsverstellungsschaltungsanordnung 215 und eine Temperatur-Verstärkungskorrekturschaltungsanordnung 220a. Ein Temperatursignalgenerator 260a generiert ein Temperatursignal (T), das in dem dargestellten Beispiel ein Temperatursegment unter 24 Teilbereichen eines erwarteten Arbeitsbereichs von - 55°C bis 185°C identifiziert. Wie bereits oben erörtert, kann der Temperatursignalgenerator 260a einen Temperatursensor enthalten, der eine Temperatur direkt misst, oder eine Schaltungsanordnung, die die Temperatur auf Basis von Arbeitsparametern von Elektronikkomponenten bei dem System 200a schätzt. Der Temperatursignalgenerator 260a kann ein Referenztemperatursensor sein, der eine PTAT-Spannung oder eine digitale Darstellung des Temperaturwerts generiert.
• Der ADW 250 enthält einen ΔΣ-Modulator, der eine Serie von Einsen und Nullen auf Basis eines Vergleichs zwischen Vin und Vref generiert. Um Dout zu generieren, zählt ein Zählerfilter die Anzahl von Einsen, die durch den Modulator während einer vorbestimmten Anzahl von Zählungen erzeugt werden, den „Verstärkungszählwert“. Eine Verstärkungssteuerschaltungsanordnung 255 verstellt die Verstärkungszählwertzeit des Zählers auf Basis eines Vergleichs zwischen einem gespeicherten Verstärkungszählwert und einem Verstärkungszählerwert. Der gespeicherte Verstärkungszählwert ist der durch das Temperaturkompensationssystem generierte korrigierte Kalibrierungsverstärkungswert, wie nun beschrieben werden wird.
• Die lineare Verstärkungsschaltungsanordnung 215 generiert einen linearen Verstärkungszählwert auf Basis der zwischen der Vollbereichsverstärkung und der während der Kalibrierung erhaltenen Referenzspannung bestimmten linearen Beziehung. Dieser Verstärkungszählwert wird in einem Flash-Speicher gespeichert. Beim Einschalten des ADW wird der Inhalt des Flash-Speichers in Kalibrierungsregistern gespeichert. Die lineare Verstärkungsschaltungsanordnung 215 wählt oder berechnet den linearen Verstärkungszählwert durch Lesen des Inhalts der Kalibrierungsregister.
• Die Temperatur-Verstärkungskorrekturschaltungsanordnung 220a enthält eine Nachschlagetabelle (LUT) 225, die ein Temperatursegment auf Temperatur-Verstärkungszählwerte (Korrekturterme) abbildet, die positiv oder negativ sein können. Die LUT 225a veranschaulicht lediglich ein Beispiel von Temperatursegmenten, die verwendet werden können, sowie der spezifischen Korrekturterme, die auf die Temperatursegmente abgebildet werden. Die LUT 225a kann in einem Flash-Speicher 222a gespeichert und beim Hochfahren für die Temperatur-Verstärkungskorrekturschaltungsanordnung 220a verfügbar gemacht werden (z.B. in Puffer oder Register übertragen werden). Alternativ kann die LUT als hartcodierte digitale Logik implementiert werden. Die Temperatur-Verstärkungskorrekturschaltungsanordnung 220a empfängt eine Temperatursegmentkennung (T) und gibt einen auf dieses Segment in der LUT 225a abgebildeten Temperatur-Verstärkungszählwert-Korrekturterm N(T) aus. Die Kombinationsschaltungsanordnung 230 kombiniert den Kalibrierungsverstärkungswert mit dem Korrekturterm, um den korrigierten Kalibrierungsverstärkungswert zu erzeugen, der an den ADW als der Verstärkungszählwert für den Zählerfilter geliefert wird. Bei einem Beispiel ist die Kombinationsschaltungsanordnung 230 ein digitaler Addierer.
• In dem System von 3A hängt die Präzision der Verstärkungskorrektur von den Auflösungen des Verstärkungszählwerts (1/ FS_ideal) und den Korrekturtermen ab. Der Fehler in dem Korrekturterm N(T) ist nicht nur der ganzzahlige Rundungsfehler, sondern auch die Anzahl von in der LUT gespeicherten diskreten Temperaturpunkten. $$\text{Error}\left[\text{N}\left(\text{T}\right)\right]=\text{FScal*h}\left(\text{T}\right)]-\text{integer}\left[\text{FScal*h}\left(\text{Ti}\right)\right]$$

  

  Wobei Ti der nächstgelegene gespeicherte Temperaturpunkt zu der Ist-Temperatur T ist.
• 3B veranschaulicht ein beispielhaftes Temperaturkompensationssystem 200b, das eine Temperatur-Verstärkungskorrekturberechnungsschaltungsanordnung 225b verwendet, um die Verstärkung eines ADW 250 zu verstellen, um Variationen bei Vref aufgrund von Temperatureffekten zu kompensieren. Das System 200b enthält eine lineare Verstärkungsverstellungsschaltungsanordnung 215 und eine Temperatur-Verstärkungskorrekturschaltungsanordnung 220b. Ein Temperatursignalgenerator 260b generiert ein Temperatursignal (T). Wie bereits oben erörtert, kann der Temperatursignalgenerator 260b einen Temperatursensor enthalten, der eine Temperatur direkt misst, oder eine Schaltungsanordnung, die die Temperatur auf Basis von Arbeitsparametern von Elektronikkomponenten nahe dem System 200b schätzt. Der Temperatursignalgenerator 260b kann ein Referenztemperatursensor sein, der eine PTAT-Spannung oder eine digitale Darstellung des Temperaturwerts generiert.
• Der ADW 250 enthält einen ΔΣ-Modulator, der eine Serie von Einsen und Nullen auf Basis eines Vergleichs zwischen Vin und Vref generiert. Um Dout zu generieren, zählt ein Zählerfilter die Anzahl von Einsen, die durch den Modulator während einer vorbestimmten Anzahl von Zählungen erzeugt werden, den „Verstärkungszählwert“. Eine Verstärkungssteuerschaltungsanordnung 255 verstellt die Verstärkungszählwertzeit des Zählers auf Basis eines Vergleichs zwischen einem gespeicherten Verstärkungszählwert und einem Verstärkungszählerwert. Der gespeicherte Verstärkungszählwert ist der durch das Temperaturkompensationssystem generierte korrigierte Kalibrierungsverstärkungswert, wie nun beschrieben werden wird.
• Die lineare Verstärkungsschaltungsanordnung 215 generiert einen linearen Verstärkungszählwert auf Basis der gemessenen Ausgänge für eine während der Kalibrierung erhaltene bekannte eingegebene Spannung Vin. Dieser Verstärkungszählwert wird in einem Flash-Speicher gespeichert. Beim Einschalten des ADW wird der Inhalt des Flash-Speichers in Kalibrierungsregistern gespeichert. Die lineare Verstärkungsschaltungsanordnung 215 wählt oder berechnet den linearen Verstärkungszählwert durch Lesen des Inhalts der Kalibrierungsregister.
• Die Temperatur-Verstärkungskorrekturschaltungsanordnung 220b enthält eine Temperatur-Verstärkungsberechnungsschaltungsanordnung 225b, die den Temperatur-Verstärkungszählwert-Korrekturterm auf Basis des Temperatursignals (T) berechnet. Die Temperaturverstärkungs-Berechnungsschaltungsanordnung 225b berechnet den Korrekturterm auf Basis einer nichtlinearen Funktion der Temperatur. Eine nichtlineare Gleichung, die die Beziehung zwischen Temperatur und Korrekturterm ausdrückt, kann im Flash-Speicher 222b gespeichert werden und wird beim Einschalten der Temperatur-Verstärkungskorrekturschaltungsanordnung 220b verfügbar gemacht (z.B. in Puffer oder Register übertragen). Alternativ kann die nichtlineare Gleichung als eine hartcodierte digitale Logik implementiert werden. Die Temperatur-Verstärkungskorrekturschaltungsanordnung 220b empfängt ein Temperatursignal (T) und gibt einen Temperatur-Verstärkungszählwert-Korrekturterm N(T) aus, der durch die Temperatur-Verstärkungsberechnungsschaltungsanordnung 225b berechnet wird. Die Kombinationsschaltungsanordnung 230 kombiniert den Kalibrierungsverstärkungswert mit dem Korrekturterm, um den korrigierten Kalibrierungsverstärkungswert zu erzeugen, der an den ADW als der Verstärkungszählwert für den Zählerfilter geliefert wird. Bei einem Beispiel ist die Kombinationsschaltungsanordnung 230 ein digitaler Addierer.
• 4 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispielverfahren zum Steuern einer Verstärkungseinstellung für einen Analog-Digital-Wandler (ADW) umreißt, der ein analoges Signal auf Basis einer Referenzspannung in ein digitales Signal umwandelt. Das Verfahren 400 beinhaltet bei 410 das Empfangen eines Temperatursignals, das eine Temperatur anzeigt, die die Referenzspannung beeinflusst. Bei 420 wird ein Korrekturterm auf Basis der Temperatur ermittelt und bei 430 wird ein Kalibrierungsverstärkungswert mit dem Korrekturterm verstellt, um einen korrigierten Kalibrierungsverstärkungswert zu generieren. Das Verfahren beinhaltet bei 440 das Bereitstellen des korrigierten Kalibrierungsverstärkungswerts an die Verstärkungssteuerschaltungsanordnung des ADW.
• Die Offenbarung beschreibt ein Beispiel einer digitalen Korrektur der Spannungs-Referenztemperatur-Schwankung, die keine digitale Arithmetikmultiplikation erfordert (siehe z.B. 3A). Eine temperaturbasierte Kompensation der digitalen ADW-Verstärkung wird bewerkstelligt und kann auf einen beliebigen ADW angewendet werden, wo der digitale Verstärkungszählwert in der Umwandlung inhärent ist und mit hoher Auflösung verstellt werden kann. Beispiele für solche ADWs sind Delta-Sigma-ADWs mit zählerbasiertem Filter, ADWs vom integrierenden Typ (einzeln, Doppelsteigung) mit diskreten Zeitzyklen (typischerweise zählerbasiert).
• Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, dass die beschriebenen Systeme, Schaltungsanordnungen und Verfahren eine ADW-Verstärkung verstellen, um Schwankungen bei Referenzspannung aufgrund von Temperatureffekten zu kompensieren. Bei einigen Beispielen stellen die beschriebenen Systeme, Schaltungsanordnungen und Verfahren eine Echtzeit-Temperaturkorrektur bereit bei einer digitalen Post-Verarbeitungslösung mit einer vereinfachten Implementierung, die nicht auf einer Multiplikationsoperation basiert (siehe z.B. 3A).
• Wenngleich die Erfindung bezüglich einer oder mehrerer Implementierungen dargestellt und beschrieben worden ist, können Abänderungen und/oder Modifikationen an den dargestellten Beispielen vorgenommen werden, ohne von dem Gedanken und Schutzbereich der beigefügten Ansprüche abzuweichen. Insbesondere mit Blick auf die verschiedenen Funktionen, die durch die oben beschriebenen Komponenten oder Strukturen ausgeführt werden (beispielsweise Baugruppen, Einrichtungen, Schaltungen, Schaltungsanordnungen, Systeme usw.) sollen die Terme (einschließlich eine Referenz auf ein „Mittel“), die zum Beschreiben solcher Komponenten verwendet werden, sofern nicht etwas anderes angegeben ist, einer beliebigen Komponente oder Struktur entsprechen, die die spezifizierte Funktion der beschriebenen Komponente ausführt (die z.B. funktional äquivalent ist), obwohl nicht strukturell äquivalent zu der offenbarten Struktur, die die Funktion in den hier dargestellten beispielhaften Implementierungen der Erfindung ausführt.
• Beispiele können einen Gegenstand wie etwa ein Verfahren, Mittel zum Durchführen von Handlungen oder Blöcken des Verfahrens, mindestens ein maschinenlesbares Medium mit Anweisungen, die bei Ausführung durch eine Maschine bewirken, dass die Maschine Handlungen des Verfahrens ausführt, oder eine Vorrichtung oder ein System für gleichzeitige Kommunikation unter Verwendung mehrerer Kommunikationstechnologien gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen und Beispielen beinhalten.
• Beispiel 1 ist eine Temperaturkompensationsschaltungsanordnung, die ausgebildet ist zum Steuern einer Verstärkungseinstellung in einem Analog-Digital-Wandler (ADW), der ein analoges Signal auf Basis einer Referenzspannung in ein digitales Signal umwandelt, einschließlich einer Temperatur-Verstärkungskorrekturschaltungsanordnung und einer Kombinationsschaltungsanordnung. Die Temperatur-Verstärkungskorrekturschaltungsanordnung ist ausgebildet zum Ermitteln eines Korrekturterms auf Basis einer Temperatur, die die Referenzspannung beeinflusst. Die Kombinationsschaltungsanordnung ist ausgebildet zum Kombinieren des Korrekturterms mit einem Kalibrierungsverstärkungswert, um einen korrigierten Kalibrierungsverstärkungswert zu generieren; und Bereitstellen des korrigierten Kalibrierungsverstärkungswerts an den ADW, um die Verstärkungseinstellung zu steuern.
• Beispiel 2 enthält den Gegenstand von Beispiel 1, mit oder ohne optionale Elemente, wobei die Temperatur-Verstärkungskorrekturschaltungsanordnung ausgebildet ist zum Empfangen, von einem Temperatursensor, eines Signals, das die Temperatur anzeigt; und Ermitteln des Korrekturterms auf Basis der Temperatur.
• Beispiel 3 enthält den Gegenstand von Beispiel 2, mit oder ohne optionale Elemente, wobei das Signal eine Proportional-zu-Absolut-Temperatur-Spannung umfasst.
• Beispiel 4 enthält den Gegenstand von Beispiel 2, mit oder ohne optionale Elemente, wobei das Signal eine digitale Darstellung der Temperatur enthält.
• Beispiel 5 enthält den Gegenstand von Beispiel 2, mit oder ohne optionale Elemente, wobei das Signal durch einen nahe dem ADW angeordneten Temperatursensor generiert wird.
• Beispiel 6 enthält den Gegenstand von Beispiel 2, mit oder ohne optionale Elemente, wobei das Signal auf Basis eines Wärmemodells generiert wird, das Temperaturwerte auf Basis einer thermischen Simulation auf einen oder mehrere andere Komponentenarbeitsparameter abbildet.
• Beispiel 7 enthält den Gegenstand von Beispiel 1, mit oder ohne optionale Elemente, wobei die Temperatur-Verstärkungskorrektur-Schaltungsanordnung eine Nachschlagetabelle enthält, die Temperaturen auf Basis einer nichtlinearen Beziehung zwischen der Temperatur und einer in den ADW eingegebenen Referenzspannung auf Korrekturterme abbildet.
• Beispiel 8 enthält den Gegenstand von Beispiel 1, mit oder ohne optionale Elemente, wobei die Temperatur-Verstärkungskorrekturschaltungsanordnung ausgebildet ist zum Berechnen des Korrekturterms auf Basis einer nichtlinearen Gleichung, die die Temperatur enthält.
• Beispiel 9 enthält den Gegenstand von Beispiel 1, mit oder optionale Elemente, wobei der Kalibrierungsverstärkungswert einen kalibrierten Vollbereichsverstärkungswert auf Basis einer linearen Beziehung zwischen einer Vollbereichsverstärkung und einer in den ADW eingegebenen Referenzspannung enthält.
• Beispiel 10 ist ein Verfahren, das ausgebildet ist zum Steuern einer Verstärkungseinstellung für einen Analog-Digital-Wandler (ADW), der ein analoges Signal auf Basis einer Referenzspannung in ein digitales Signal umwandelt. Das Verfahren beinhaltet: Empfangen eines Temperatursignals, das eine Temperatur anzeigt, die die Referenzspannung beeinflusst; Ermitteln eines Korrekturterms auf Basis der Temperatur; Verstellen eines Kalibrierungsverstärkungswerts mit dem Korrekturterm, um einen korrigierten Kalibrierungsverstärkungswert zu generieren; und Bereitstellen des korrigierten Kalibrierungsverstärkungswerts an die Verstärkungssteuerschaltungsanordnung des ADW.
• Beispiel 11 enthält den Gegenstand von Beispiel 10, ohne optionale Elemente, weiterhin beinhaltend das Messen der Temperatur mit einem Temperatursensor, der das Signal generiert.
• Beispiel 12 enthält den Gegenstand von Beispiel 10, mit oder ohne optionale Elemente, wobei das Signal eine Proportional-zu-Absolut-Temperatur-Spannung enthält.
• Beispiel 13 enthält den Gegenstand von Beispiel 10, mit oder ohne optionale Elemente, wobei das Signal eine digitale Darstellung der Temperatur enthält.
• Beispiel 14 enthält den Gegenstand von Beispiel 10, mit oder ohne optionale Elemente, wobei das Ermitteln beinhaltet: Eingeben des Signals in eine Nachschlagetabelle, die Temperaturen auf entsprechende Korrekturterme abbildet; und Ermitteln einer Ausgabe der Nachschlagetabelle als der Korrekturterm.
• Beispiel 15 enthält den Gegenstand von Beispiel 14, mit oder ohne optionale Elemente, wobei die Nachschlagetabelle Temperaturen auf Basis einer nichtlinearen Beziehung zwischen Temperatur und einer in den ADW eingegebenen Referenzspannung auf entsprechende Korrekturterme abbildet.
• Beispiel 16 enthält den Gegenstand von Beispiel 10, mit oder ohne optionale Elemente, wobei das Ermitteln das Berechnen des Korrekturterms auf Basis einer nichtlinearen Gleichung umfasst, die die Temperatur enthält.
• Beispiel 17 enthält den Gegenstand von Beispiel 10, mit oder ohne optionale Elemente, wobei der Kalibrierungsverstärkungswert einen kalibrierten Vollbereichsverstärkungswert auf Basis einer linearen Beziehung zwischen einer Vollbereichsverstärkung und einer in den ADW eingegebenen Referenzspannung umfasst.
• Beispiel 18 enthält den Gegenstand von Beispiel 17, mit oder ohne optionale Elemente, wobei der kalibrierte Vollbereichsverstärkungswert während einer Kalibrierung des ADW ermittelt wird.
• Beispiel 19 ist ein temperaturkompensierter Analog-Digital-Wandler (ADW), beinhaltend: einen ADW, der ausgebildet ist zum Umwandeln einer eingegebenen Spannung in ein digitales Signal auf Basis einer Referenzspannung, wobei der ADW eine Verstärkungssteuerschaltungsanordnung umfasst, die den Betrieb des ADW auf Basis eines Verstärkungszählwerts steuert; und ein Temperaturkompensationssystem. Das Temperaturkompensationssystem ist ausgebildet zum Empfangen eines Temperatursignals, das eine Temperatur anzeigt; Generieren eines korrigierten Kalibrierungsverstärkungswerts auf Basis einer nichtlinearen Beziehung zwischen der Temperatur und der Referenzspannung; und Bereitstellen des korrigierten Kalibrierungsverstärkungswerts an die Verstärkungssteuerschaltungsanordnung als der Verstärkungszählwert.
• Beispiel 20 enthält den Gegenstand von Beispiel 19, mit oder ohne optionale Elemente, wobei das Temperaturkompensationssystem eine Nachschlagetabelle enthält, die Temperaturen auf Basis einer nichtlinearen Beziehung zwischen der Temperatur und der Referenzspannung auf Korrekturterme abbildet.
• Beispiel 21 enthält den Gegenstand von Beispiel 19, mit oder ohne optionale Elemente, wobei das Temperaturkompensationssystem eine TemperaturVerstärkungs-Korrekturberechnungsschaltungsanordnung umfasst, die ausgebildet ist zum Berechnen eines Korrekturterms auf Basis einer nichtlinearen Gleichung, die die Temperatur enthält.
• Beispiel 22 enthält den Gegenstand von Beispiel 19, mit oder ohne optionale Elemente, wobei der korrigierte Kalibrierungsverstärkungswert einen kalibrierten Vollbereichsverstärkungswert umfasst, der durch einen Korrekturterm verstellt ist, der auf der nichtlinearen Beziehung basiert, wobei der kalibrierte Vollbereichsverstärkungswert auf einer linearen Beziehung zwischen einer Vollbereichsverstärkung und einer in den ADW eingegebenen Referenzspannung basiert.
• Die vorausgegangene Beschreibung von einer oder mehreren Implementierungen liefert eine Darstellung und Beschreibung, soll aber nicht erschöpfend sein oder den Schutzbereich der Ausführungsbeispiele auf die offenbarte präzise Form beschränken. Modifikationen und Variationen sind angesichts der obigen Lehren möglich und können der Praxis verschiedener Implementierungen der Ausführungsbeispiele entnommen werden.
• Verschiedene darstellende Logiken, Logikblöcke, Module, Schaltungsanordnungen und Schaltungen, die in Verbindung mit den hierin offenbarten Aspekten beschrieben werden, können mit einem Allzweckprozessor, einem Digitalsignalprozessor (DSP), einer applikationsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einem feldprogrammierbaren Gatearray (FPGA) oder einer anderen programmierbaren Logikeinrichtung, einer diskreten Gate- oder Transistorlogik, diskreten Hardwarekomponenten oder einer beliebigen Kombination davon, die ausgelegt sind, hierin beschriebene Funktionen durchzuführen, implementiert oder durchgeführt werden. Ein Allzweckprozessor kann ein Mikroprozessor sein, kann jedoch als Alternative dazu ein beliebiger herkömmlicher Prozessor, Controller, Mikrocontroller oder eine Zustandsmaschine sein.
• Die obige Beschreibung von veranschaulichten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung einschließlich dessen, was in der Zusammenfassung beschrieben wird, soll nicht erschöpfend sein oder die offenbarten Ausführungsformen auf die offenbarten präzisen Formen beschränken. Wenngleich spezifische Ausführungsformen und Beispiele hier zu Veranschaulichungszwecken beschrieben sind, sind verschiedene Modifikationen möglich, die innerhalb des Schutzbereichs solcher Ausführungsformen und Beispiele in Betracht gezogen werden, wie der Fachmann erkennen kann.
• In dieser Hinsicht ist zwar der offenbarte Gegenstand in Verbindung mit verschiedenen Ausführungsformen und entsprechenden Figuren beschrieben worden, wo anwendbar, versteht sich, dass andere ähnliche Ausführungsformen verwendet oder Modifikationen und Zusätze zu beziehungsweise an den beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, um die gleiche, ähnliche, alternative oder Substitutfunktion des offenbarten Gegenstand durchzuführen, ohne davon abzuweichen. Deshalb sollte der offenbarte Gegenstand nicht auf irgendeine einzelne hierin beschriebene Ausführungsform beschränkt werden, sondern sollte vielmehr von der Breite und vom Schutzumfang her gemäß den unten angehängten Ansprüchen ausgelegt werden.
• In der vorliegenden Offenbarung werden gleiche Bezugszahlen verwendet, um sich durchweg auf gleiche Elemente zu beziehen, und wobei die dargestellten Strukturen und Einrichtungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet sind. Wie hierin verwendet, sollen sich die Ausdrücke „Modul“, „Komponente“, „System“, „Schaltung“, „Schaltungsanordnung“, „Element“, „Scheibe“ und dergleichen auf eine computerbezogene Entität, Hardware, Software (z.B. in Ausführung) und/oder Firmware beziehen. Beispielsweise kann eine Schaltungsanordnung oder ein ähnlicher Ausdruck ein Prozessor sein, ein auf einem Prozessor laufender Prozess, ein Controller, ein Objekt, ein ausführbares Programm, eine Ablageeinrichtung und/oder ein Computer mit einer Verarbeitungseinrichtung. Veranschaulichend können eine auf einem Server laufende Anwendung und der Server auch eine Schaltungsanordnung sein. Eine oder mehrere Schaltungsanordnungen können sich innerhalb eines Prozesses befinden, und eine Schaltungsanordnung kann auf einem Computer lokalisiert und/oder zwischen zwei oder mehr Computern verteilt sein. Eine Menge von Elementen oder eine Menge einer anderen Schaltungsanordnung kann hierin beschrieben sein, bei der der Ausdruck „Menge“ als „ein oder mehrere“ ausgelegt werden kann.
• Als ein weiteres Beispiel kann eine Schaltungsanordnung oder ein ähnlicher Ausdruck eine Vorrichtung mit spezifischer Funktionalität sein, die durch mechanische Teile bereitgestellt wird, die durch elektrische oder elektronische Schaltungsanordnung betrieben wird, bei der die elektrische oder elektronische Schaltungsanordnung durch eine Softwareanwendung oder eine Firmwareanwendung betrieben werden kann, die durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt wird. Der eine oder die mehreren Prozessoren können sich innerhalb oder außerhalb der Vorrichtung befinden und können mindestens einen Teil der Software- oder Firmwareanwendung ausführen. Als noch ein weiteres Beispiel kann die Schaltungsanordnung eine Vorrichtung sein, die eine spezifische Funktionalität durch elektronische Komponenten ohne mechanische Teile bereitstellt. Die elektronischen Komponenten können Feldgatter, Logikkomponenten, Hardwarecodierte Logik, Registertransferlogik, ein oder mehrere Prozessoren darin sein zum Ausführen von Software und/oder Firmware, die mindestens teilweise die Funktionalität der elektronischen Komponenten vermitteln.
• Es versteht sich, dass, wenn ein Element als mit einem anderen Element „elektrisch verbunden“ oder „elektrisch gekoppelt“ bezeichnet wird, es physisch derart mit dem anderen Element verbunden oder daran gekoppelt sein kann, dass Strom und/oder elektromagnetische Strahlung entlang eines durch die Elemente gebildeten leitfähigen Pfads fließen können. Dazwischenliegende leitfähige, induktive oder kapazitive Elemente können zwischen dem Element und dem anderen Element vorliegen, wenn die Elemente als miteinander elektrisch gekoppelt oder verbunden beschrieben werden. Weiterhin kann, wenn elektrisch aneinander gekoppelt oder miteinander verbunden, ein Element in der Lage sein, eine Spannung oder einen Stromfluss oder eine Ausbreitung einer elektromagnetischen Welle in dem anderen Element ohne physischen Kontakt oder dazwischenliegende Komponenten zu induzieren. Weiterhin kann, wenn eine Spannung, ein Strom oder ein Signal als an ein Element „angelegt“ bezeichnet wird, die Spannung, der Strom oder das Signal über eine physische Verbindung oder über eine kapazitive, elektromagnetische oder induktive Kopplung zu dem Element geleitet werden, die keine physische Verbindung beinhaltet.
• Die Verwendung des Worts „beispielhaft“ soll Konzepte auf konkrete Weise präsentieren. Die hierin verwendete Terminologie gilt dem Zweck des Beschreibens nur von bestimmten Beispielen und soll keine Beispiele beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine/einer“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen beinhalten, sofern nicht der Kontext deutlich etwas anderes angibt. Es versteht sich weiterhin, dass die Ausdrücke „umfasst“, „umfassend“, „enthält“ und/oder „enthaltend“, wenn hierin verwendet, die Anwesenheit von erwähnten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten spezifizieren, die Anwesenheit oder das Hinzufügen von einem oder mehreren anderen Elementen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen.

Claims (23)

1. Temperaturkompensationsschaltungsanordnung (110), die ausgebildet ist zum Steuern einer Verstärkungseinstellung in einem Analog-Digital-Wandler (ADW) (150, 250), der ein analoges Signal (Vin) auf Basis einer Referenzspannung (Vref) in ein digitales Signal (Dout) umwandelt, umfassend: eine Temperatur-Verstärkungskorrekturschaltungsanordnung (120, 220a, 200b), die ausgebildet ist zum Ermitteln eines Korrekturterms auf Basis einer Temperatur (T), die die Referenzspannung (Vref) beeinflusst, wobei der Korrekturterm nichtlineare Effekte der Temperatur auf die Referenzspannung (Vref) korrigiert, und eine Kombinationsschaltungsanordnung (130, 230), die ausgebildet ist zum: Kombinieren des Korrekturterms (-N(T)) mit einem Kalibrierungsverstärkungswert (Fscal), um einen korrigierten Kalibrierungsverstärkungswert (Fscal - N(T)) zu generieren, wobei der Kalibrierungsverstärkungswert (Fscal) lineare Effekte der Temperatur auf die Referenzspannung (Vref) korrigiert; und Bereitstellen des korrigierten Kalibrierungsverstärkungswerts (Fscal - N(T)) an den ADW (150, 250), um die Verstärkungseinstellung zu steuern.
2. Temperaturkompensationsschaltungsanordnung (110) von Anspruch 1, wobei die Temperatur-Verstärkungskorrekturschaltungsanordnung (120, 220a, 220b) ausgebildet ist zum: Empfangen, von einem Temperatursensor, eines Signals, das die Temperatur anzeigt; und Ermitteln des Korrekturterms auf Basis der Temperatur.
3. Temperaturkompensationsschaltungsanordnung (110) nach Anspruch 2, wobei das Signal eine Proportional-zu-Absolut-Temperatur-Spannung umfasst.
4. Temperaturkompensationsschaltungsanordnung (110) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei das Signal eine digitale Darstellung der Temperatur umfasst.
5. Temperaturkompensationsschaltungsanordnung (110) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das Signal durch den Temperatursensor geniert wird, wobei der Temperatursensor bei dem ADW (150, 250) angeordnet ist.
6. Temperaturkompensationsschaltungsanordnung (110) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Signal auf Basis eines Wärmemodells generiert wird, das Temperaturwerte auf Basis einer thermischen Simulation auf einen oder mehrere andere Komponentenarbeitsparameter abbildet.
7. Temperaturkompensationsschaltungsanordnung (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Temperatur-Verstärkungskorrektur-Schaltungsanordnung (120, 220a, 220b) eine Nachschlagetabelle umfasst, die Temperaturen auf Basis einer nichtlinearen Beziehung zwischen der Temperatur und einer in den ADW (150, 250) eingegebenen Referenzspannung (Vref) auf Korrekturterme abbildet.
8. Temperaturkompensationsschaltungsanordnung (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Temperatur-Verstärkungskorrekturschaltungsanordnung (120, 220a, 220b) ausgebildet ist zum Berechnen des Korrekturterms (-N(T)) auf Basis einer nichtlinearen Gleichung, die die Temperatur enthält.
9. Temperaturkompensationsschaltungsanordnung (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Kalibrierungsverstärkungswert (Fscla-N(T)) einen kalibrierten Vollbereichsverstärkungswert auf Basis einer linearen Beziehung zwischen einer Vollbereichsverstärkung und einer in den ADW (150, 250) eingegebenen Referenzspannung umfasst.
10. Temperaturkompensationsschaltungsanordnung (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner aufweisend eine lineare Verstärkungsschaltungsanordnung (215), die eingerichtet ist, den Kalibrierungsverstärkungswert (Fscal) zu generieren.
11. Verfahren, das ausgebildet ist zum Steuern einer Verstärkungseinstellung in einem Analog-Digital-Wandler (ADW) (150), der ein analoges Signal (Vin) auf Basis einer Referenzspannung (Vref) in ein digitales Signal (Dout) umwandelt, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen eines Temperatursignals (T), das eine Temperatur anzeigt, die die Referenzspannung (Vref) beeinflusst; Ermitteln eines Korrekturterms (-N(T)) auf Basis der Temperatur, wobei der Korrekturterm nichtlineare Effekte der Temperatur auf die Referenzspannung (Vref) korrigiert; Verstellen eines Kalibrierungsverstärkungswerts (Fscal) mit dem Korrekturterm (-N(T)), um einen korrigierten Kalibrierungsverstärkungswert zu generieren, wobei der Kalibrierungsverstärkungswert (Fscal) lineare Effekte der Temperatur auf die Referenzspannung (Vref) korrigiert; und Steuern des ADW (150, 250) unter Verwendung des korrigierten Kalibrierungsverstärkungswerts (Fscal-N(T)).
12. Verfahren nach Anspruch 11, weiterhin umfassend das Messen einer Temperatur mit einem Temperatursensor, der das Temperatursignal (T) generiert.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei das Temperatursignal (T) eine Proportional-zu-Absolut-Temperatur-Spannung umfasst.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Temperatursignal (T) eine digitale Darstellung der Temperatur umfasst.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, aufweisend: Eingeben des Temperatursignals (T) in eine Nachschlagetabelle, die Temperaturen auf entsprechende Korrekturterme abbildet; und Ermitteln einer Ausgabe der Nachschlagetabelle als der Korrekturterm.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Nachschlagetabelle Temperaturen auf Basis einer nichtlinearen Beziehung zwischen Temperatur und einer in den ADW (150, 250) eingegebenen Referenzspannung (VRef) auf entsprechende Korrekturterme (-N(T)) abbildet.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei das Ermitteln des Korrekturterms (-N(T)) auf Basis der Temperatur das Berechnen des Korrekturterms (-N(T)) auf Basis einer nichtlinearen Gleichung umfasst, die die Temperatur enthält.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei der Kalibrierungsverstärkungswert einen kalibrierten Vollbereichsverstärkungswert auf Basis einer linearen Beziehung zwischen einer Vollbereichsverstärkung und einer in den ADW (150, 250) eingegebenen Referenzspannung umfasst.
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der kalibrierte Vollbereichsverstärkungswert während der Kalibrierung des ADW (150, 250) ermittelt wird.
20. Temperaturkompensierter Analog-Digital-Wandler (ADW) (150, 250), umfassend: einen ADW (150, 250), der ausgebildet ist zum Umwandeln einer eingegebenen Spannung in ein digitales Signal auf Basis einer Referenzspannung (Vref), wobei der ADW (150, 250) eine Verstärkungssteuerschaltungsanordnung (155, 255) umfasst, die den Betrieb des ADW (150, 250) auf Basis eines Verstärkungszählwerts steuert; und ein Temperaturkompensationssystem, das ausgebildet ist zum: Empfangen eines Temperatursignals, das eine Temperatur anzeigt; auf Basis der Temperatur, Ermitteln eines Korrekturterms (-N(T)), der nichtlineare Effekte der Temperatur auf die Referenzspannung (Vref) korrigiert; Kombinieren eines Kalibrierungsverstärkungswerts (Fscal) mit dem Korrekturterms (-N(T)), um einen korrigierten Kalibrierungsverstärkungswert (Fscal - N(T)) zu generieren, wobei der Kalibrierungsverstärkungswert (Fscal) lineare Effekte der Temperatur auf die Referenzspannung (Vref) korrigiert; und Bereitstellen des korrigierten Kalibrierungsverstärkungswerts an die Verstärkungssteuerschaltungsanordnung als der Verstärkungszählwert.
21. Temperaturkompensierter ADW (150, 250) nach Anspruch 20, wobei das Temperaturkompensationssystem eine Nachschlagetabelle umfasst, die Temperaturen auf Basis einer nichtlinearen Beziehung zwischen der Temperatur und der Referenzspannung auf Korrekturterme abbildet.
22. Temperaturkompensierter ADW (150, 250) nach einem der Ansprüche 20 oder 21, wobei das Temperaturkompensationssystem (100) eine Temperatur-Verstärkungskorrekturberechnungsschaltungsanordnung (110) umfasst, die ausgebildet ist zum Berechnen eines Korrekturterms (-N(T)) auf Basis einer nichtlinearen Gleichung, die die Temperatur enthält.
23. Temperaturkompensierter ADW (150, 250) nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei der Kalibrierungsverstärkungswert (Fscal) einen kalibrierten Vollbereichsverstärkungswert auf Basis einer linearen Beziehung zwischen einer Vollbereichsverstärkung und einer in den ADW (150, 250) eingegebenen Referenzspannung (Vref) aufweist.

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