WO2024139034A1 - 模数转换器的校准方法 - Google Patents
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Definitions
- Analog-to-digital converters are electronic devices that convert analog signals into digital signals. Their speed and accuracy determine the quality of signal acquisition and conversion. With the development of information technology, the requirements for signal acquisition and conversion are getting higher and higher. High-speed and high-precision analog-to-digital converters are the hot spots needed by the whole system. While the advancement of manufacturing technology has brought about speed increases, it has also brought more gain errors due to insufficient gain. This has reduced the accuracy of the analog-to-digital converter while increasing its speed, resulting in a decrease in its signal-to-noise ratio and linearity. In order to solve this problem, it is necessary to extract and calibrate the errors of multiple conversion stages with insufficient accuracy in the converter. Faced with these new problems, the traditional error testing and calibration methods can no longer meet the application requirements for the testing and calibration of multiple stages and multiple errors in high-speed and high-precision converters under advanced process conditions:
- an object of the present invention is to provide a calibration method for an analog-to-digital converter, which is used to solve the problems that the traditional error test calibration method cannot perform multi-level and multi-error calibration and has low test calibration efficiency.
- a method for calibrating an analog-to-digital converter comprises the steps of:
- the analog-to-digital converter is subjected to error soft correction and testing
- the analog-to-digital converter is subjected to hard error correction and testing according to the errors of each conversion stage.
- the calibration method of the analog-to-digital converter before performing an initial performance test and judgment on the analog-to-digital converter, the calibration method of the analog-to-digital converter further includes:
- the step of performing an initial performance test and judgment on the analog-to-digital converter includes:
- the initial performance test of the analog-to-digital converter passes.
- N is an integer greater than or equal to 2
- M is an integer from 1 to N-1.
- analog-to-digital conversion is performed by the analog-to-digital converter, output data of the analog-to-digital converter is collected and the output data is restored according to the characteristics of the input signal to obtain ideal output data;
- the calibration method of the analog-to-digital converter provided by the present invention has at least the following beneficial effects:
- FIG. 1 is a schematic diagram showing the steps of a calibration method for an analog-to-digital converter according to the present invention.
- FIG. 2 is a flow chart showing an initial performance test and judgment of an analog-to-digital converter in an optional embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a flow chart showing a calibration method for an analog-to-digital converter according to an optional embodiment of the present invention.
- the present invention provides a calibration method for an analog-to-digital converter, which comprises the steps of:
- step S1 of performing initial performance testing and judgment on the analog-to-digital converter further includes:
- step S2 pre-adjustment is performed and it is determined whether the performance after adjustment meets the requirements. If the requirements are met, the process continues, otherwise the process exits.
- the jitter error is generally not extracted, and only the weight error and gain error of the previous stage or stages of multiple conversion stages are extracted.
- step S3 of performing error extraction on the analog-to-digital converter to obtain errors of each conversion stage in the analog-to-digital converter further includes:
- the error of each conversion level includes weight error, gain error and jitter error; according to the different requirements of various errors at each level for output, the output mode is flexibly configured, different data is output under different test requirements, and the output interface is shared when different error tests are implemented, the number of interfaces is reduced, and the hardware overhead is reduced; for each level of conversion, from the rear conversion level to the front conversion level, the weight error and gain error of each conversion level are extracted in turn.
- the test sequence is tested from the rear level to the front level in sequence. Since each level of test needs to configure different inputs, it is necessary to return to step S31 after each test to reconfigure the output mode and the input signal until all error tests are completed. For each level of conversion, there is no order requirement for the extraction of jitter error, but it needs to be extracted after the weight error and gain error are extracted.
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Abstract
一种模数转换器的校准方法，所述方法包括步骤：对模数转换器进行初始性能测试及判断；若模数转换器的初始性能测试通过，则对模数转换器进行预修调及判断；若模数转换器的预修调通过，则对模数转换器进行误差提取，得到模数转换器中各级转换级的误差；根据各级转换级的误差，对模数转换器进行误差软修及测试；若模数转换器的误差软修测试通过，则根据各级转换级的误差，对模数转换器进行误差硬修及测试。对模数转换器进行误差提取时，提取得到模数转换器中各级转换级的误差，实现了模数转换器的多级、多误差提取；通过软修确认修调效果后再进行硬修固化误差补偿信息的方式，避免了修调失误，提升了修调成品率。
Description
本发明涉及集成电路技术领域，特别是涉及一种模数转换器的校准方法。
模数转换器是将模拟信号转换为数字信号的电子器件，其速度和精度决定了信号采集和转换的质量。随着信息技术的发展，对信号采集和转换的要求越来越高，高速高精度模数转换器是整机系统需要的热点。制造工艺的进步带来速度提升的同时，也由于增益不足来了更多的增益误差，这使得模数转换器在速度提升的同时精度降低，导致其信噪比和线性度下降，为了解决这个问题，需要对转换器中多个精度不足的转换级进行误差提取及校准，面对这些新问题，传统的误差测试及校准方法在高级工艺条件下，对高速高精度转换器中的多级、多误差的测试和校准，已经不能满足应用要求：
(1)传统的测试及误差提取方法通常只能提取首个转换级的误差，不能提取多个转换级的误差，对多个转换级都存在误差的情况不适用；
(2)传统的误差提取方法，通常仅提取转换器权重失配误差，对存在增益不足导致的增益误差提取不适用；
(3)传统的基于INL(积分非线性误差)的误差提取方法需要采集的样本点随着转换器精度的提升呈指数增加，测试及校准的效率较低。
因此，目前亟需一种模数转换器的测试校准方案，以解决传统误差测试校准方法不能进行多级、多误差校准以及测试校准效率低的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种模数转换器的校准方法，用于解决传统误差测试校准方法不能进行多级、多误差校准及测试校准效率低的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案如下。
一种模数转换器的校准方法，包括步骤：
对模数转换器进行初始性能测试及判断；
若所述模数转换器的初始性能测试通过，则对所述模数转换器进行预修调及判断；
若所述模数转换器的预修调通过，则对所述模数转换器进行误差提取，得到所述模数转换器中各级转换级的误差；
根据各级所述转换级的误差，对所述模数转换器进行误差软修及测试；
若所述模数转换器的误差软修测试通过，则根据各级所述转换级的误差，对所述模数转换器进行误差硬修及测试。
可选地，在对所述模数转换器进行初始性能测试及判断之前，所述模数转换器的校准方法还包括：
根据所述模数转换器的输入范围配置输入信号。
可选地，所述输入信号的最大值大于所述模数转换器中最大的比较器阈值，所述输入信号的最小值小于所述模数转换器中最小的比较器阈值。
可选地，所述对模数转换器进行初始性能测试及判断的步骤，包括：
配置握手信号；
对所述模数转换器进行初始性能测试，采集所述模数转换器的初始测试输出数据；
判断所述初始测试输出数据是否正常；
若所述初始测试输出数据正常，则根据所述初始测试输出数据计算所述模数转换器的特征参数；
判断所述特征参数是否达到阈值；
若所述特征参数达到阈值，则所述模数转换器的初始性能测试通过。
可选地，所述模数转换器包括N个所述转换级，所述对所述模数转换器进行预修调及判断的步骤，包括：
在最小均方差的约束条件下，提取前M级所述转换级的权重误差；
在最小均方差的约束条件下，提取前M级所述转换级的增益误差；
根据前M级所述转换级的权重误差和增益误差，对所述模数转换器进行校准；
对校准后的所述模数转换器进行性能测试，采集所述模数转换器的测试输出；
根据所述模数转换器的测试输出，判断所述模数转换器的预修调是否通过；
其中，N为大于等于2的整数，M为1～N-1的整数。
可选地，所述对所述模数转换器进行误差提取，得到所述模数转换器中各级转换级的误差的步骤，包括：
针对每级所述转换级，根据需要测试的误差量配置所述输入信号和输出模式；
针对每级所述转换级，根据配置的所述输入信号和所述输出模式，通过所述模数转换器进行模数转换，采集所述模数转换器的输出数据并根据所述输入信号的特征对所述输出数据进行恢复，得到理想输出数据；
针对每级所述转换级，利用基于自适应的参数提取方法从所述输出数据和所述理想输出数据的差异中提取所述转换级的误差。
可选地，所述误差包括权重误差、增益误差和抖动误差；针对各级所述转换级，从后级所述转换级往前级所述转换级，依次对每级所述转换级的所述权重误差和所述增益误差进行提取。
可选地，针对各级所述转换级，所述抖动误差的提取没有顺序要求，但在所述权重误差和所述增益误差提取之后再提取。
可选地，当需要测试提取所述权重误差和所述增益误差时，配置每级所述输入信号的幅度、每级比较器的阈值电压，并将每级所述比较器的输出结果送出；当需要测试提取抖动误差时，送出随机码以及对应所需的各级所述转换级的输出编码。
可选地，所述根据各级所述转换级的误差，对所述模数转换器进行误差软修及测试的步骤，包括：
将各级所述转换级的误差送入所述模数转换器的临时存储寄存器中保存；
通过所述临时存储寄存器中保存的所述误差，对所述模数转换器进行校准，完成所述模数转换器的误差软修；
对误差软修后的所述模数转换器进行模数转换测试，得到软修测试输出数据，根据所述软修测试输出数据计算所述模数转换器在误差软修后的特征参数；
根据所述模数转换器在误差软修后的特征参数，判断所述模数转换器的误差软修是否通过。
可选地，所述根据各级所述转换级的误差，对所述模数转换器进行误差硬修及测试的步骤，包括：
将保存在所述临时存储寄存器中的各级所述转换级的误差写入所述模数转换器的内部固化存储器中永久保存；
每次上电时，自动读取所述内部固化存储器中保存的所述误差，并通过所述误差，对所述模数转换器进行校准，完成所述模数转换器的误差硬修；
对误差硬修后的所述模数转换器进行模数转换测试，得到硬修测试输出数据，根据所述硬修测试输出数据计算所述模数转换器在误差硬修后的特征参数；
根据所述模数转换器在误差硬修后的特征参数，判断所述模数转换器的误差硬修是否通过。
如上所述，本发明提供的模数转换器的校准方法，至少具有以下有益效果：
通过初始性能测试及判断，能淘汰由于工艺偏差导致的初始性能过低的电路，避免此类电路继续进入后续测试修调步骤又不能形成合格产品导致的各种资源的浪费，提升了测试筛选效率；通过增加预修调步骤进行最终修调性能的粗略预估，对修调的可行性进行评估，形成第二次筛选，避免偏差过大电路进入后续测试修调步骤又不能形成合格产品导致的各种资源的浪费，进一步提升了测试筛选效率；对模数转换器进行误差提取时，能提取得到模数转换器中各级转换级的误差，从而实现了模数转换器的多级、多误差提取；通过软修确认修调效果后再进行硬修固化误差补偿信息的方式，避免修调失误，提升了修调成品率；校准方法整体为数字校准方式，与模拟校准方式相比，误差校准的精度更高。
图1显示为本发明中模数转换器的校准方法的步骤示意图。
图2显示为本发明一可选实施例中对模数转换器进行初始性能测试及判断的流程图。
图3显示为本发明一可选实施例中模数转换器的校准方法的流程图。
如前述在背景技术中所提及的，发明人研究发现，随着模数转换器的高速高精度发展，制造工艺的进步带来速度提升的同时，也由于增益不足来了更多的增益误差，这使得模数转换器在速度提升的同时精度降低，导致其信噪比和线性度下降，为了解决这个问题，需要对转换器中多个精度不足的转换级进行误差提取及校准，面对这些新问题，传统的误差测试及校准方法在高级工艺条件下，对高速高精度转换器中的多级、多误差的测试和校准，已经不能满足应用要求：
(1)传统的测试及误差提取方法通常只能提取首个转换级的误差，不能提取多个转换级的误差，对多个转换级都存在误差的情况不适用；
(2)传统的误差提取方法，通常仅提取转换器权重失配误差，对存在增益不足导致的增益误差提取不适用；
(3)传统的基于INL(积分非线性误差)的误差提取方法需要采集的样本点随着转换器精度的提升呈指数增加，测试及校准的效率较低。
基于此，本发明提出一种模数转换器的测试校准方案：在正式测试校准之前，加入初始性能测试步骤及预修调步骤，以淘汰由于工艺偏差导致的初始性能过低的电路，避免此类电路继续进入后续测试修调步骤又不能形成合格产品导致的各种资源的浪费，提升测试筛选效率；根据各级各种误差对输入和输出的不同需求，灵活进行输入信号、比较器阈值电压和输
出模式配置，以实现模数转换器的多级、多误差提取；通过软修确认修调效果后再进行硬修固化误差补偿信息的方式，以避免修调失误，提升修调成品率；利用基于自适应的参数提取方法提取误差，减少样本数量少，以降低参数提取的计算量，提升测试校准效率。
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
如图1所示，本发明提供一种模数转换器的校准方法，其包括步骤：
S1、对模数转换器进行初始性能测试及判断；
S2、若模数转换器的初始性能测试通过，则对模数转换器进行预修调及判断；
S3、若模数转换器的预修调通过，则对模数转换器进行误差提取，得到模数转换器中各级转换级的误差；
S4、根据各级转换级的误差，对模数转换器进行误差软修及测试；
S5、若模数转换器的误差软修测试通过，则根据各级转换级的误差，对模数转换器进行误差硬修及测试。
详细地，如图1所示，在对模数转换器进行初始性能测试及判断之前，所述模数转换器的校准方法还包括步骤：
S0、根据模数转换器的输入范围配置输入信号。
更详细地，在步骤S0中，输入信号的最大值大于模数转换器中最大的比较器阈值，输入信号的最小值小于模数转换器中最小的比较器阈值。如通常输入一个比满幅度小1dB的输入信号。
详细地，如图2所示，在本发明的一可选实施例中，对模数转换器进行初始性能测试及
判断的步骤S1，进一步包括：
S11、配置握手信号；
S12、对模数转换器进行初始性能测试，采集模数转换器的初始测试输出数据；
S13、判断初始测试输出数据是否正常；
S14、若初始测试输出数据正常，则根据初始测试输出数据计算模数转换器的特征参数；
S15、判断特征参数是否达到阈值；
S16、若特征参数达到阈值，则模数转换器的初始性能测试通过，进入下一步骤。
更详细地，如图2所示，对模数转换器进行初始性能测试及判断的步骤S1还包括：
S17、若初始测试输出数据不正常，则返回配置握手信号阶段，重新来过；
S18、如果初始测试输出数据的采集次数达到阈值且初始测试输出数据仍不正常，则判断错误类型并分类报错、并退出；
S19、若特征参数未达到阈值，则判断错误类型并分类报错、并退出。
其中，特征参数至少包括典型的特征参数，如信噪比、信噪失真比、无杂散动态范围等，在此不作限定；若模数转换器的初始性能测试未通过，则直接退出，不再进入后续步骤。
详细地，模数转换器包括N个转换级，在步骤S2中，对模数转换器进行预修调及判断的步骤，进一步包括：
S21、在最小均方差的约束条件下，提取前M级转换级的权重误差；
S22、在最小均方差的约束条件下，提取前M级转换级的增益误差；
S23、根据前M级转换级的权重误差和增益误差，对模数转换器进行校准；
S24、对校准后的模数转换器进行性能测试，采集模数转换器的测试输出；
S25、根据模数转换器的测试输出，判断模数转换器的预修调是否通过；
其中，N为大于等于2的整数，M为1～N-1的整数。
更详细地，在步骤S2中，预修调并判断修调后性能是否达到要求，如果满足要求则继续，否则退出；为提升效率，在最小均方差的约束条件下，一般不提取抖动误差，仅提取多个转换级的前一级或几级的权重误差和增益误差。
详细地，在本发明的一可选实施例中，如图3所示，对模数转换器进行误差提取，得到模数转换器中各级转换级的误差的步骤S3，进一步包括：
S31、针对每级转换级，根据需要测试的误差量配置输入信号和输出模式；
S32、针对每级转换级，根据配置的输入信号和输出模式，通过模数转换器进行模数转换，采集模数转换器的输出数据并根据输入信号的特征对输出数据进行恢复，得到理想输出数据；
S33、针对每级转换级，利用基于自适应的参数提取方法从输出数据和理想输出数据的差异中提取转换级的误差。
其中，每级转换级的误差包括权重误差、增益误差和抖动误差；根据各级各种误差对输出的不同需求，灵活进行输出模式配置，在不同测试需求的情况下输出不同的数据，实现不同误差测试时共用输出接口，减小接口数量，降低硬件开销；针对各级转换级，从后级转换级往前级转换级，依次对每级转换级的权重误差和增益误差进行提取。测试顺序从后级往前级依次测试，由于每级测试需要配置不同的输入，因此每次测试后需返回步骤S31重新进行输出模式配置和输入信号的配置，直到完成所有误差量的测试。针对各级转换级，抖动误差的提取没有顺序要求，但需要在权重误差和增益误差提取之后再提取。
更详细地，在步骤S3中，当需要测试提取权重误差和增益误差时，配置每级输入信号的幅度、每级比较器的阈值电压，并将每级比较器的输出结果送出；当需要测试提取抖动误差时，送出随机码以及对应所需的各级转换级的输出编码。
详细地，在本发明的一可选实施例中，如图3所示，根据各级转换级的误差，对模数转换器进行误差软修及测试的步骤S4，进一步包括：
S41、将各级转换级的误差送入模数转换器的临时存储寄存器中保存；
S42、通过临时存储寄存器中保存的误差，对模数转换器进行校准，完成模数转换器的误差软修；
S43、对误差软修后的模数转换器进行模数转换测试，得到软修测试输出数据，根据软修测试输出数据计算模数转换器在误差软修后的特征参数；
S44、根据模数转换器在误差软修后的特征参数，判断模数转换器的误差软修是否通过。
其中，误差软修，即将计算得到的误差通过接口送入模数转换器的相应临时存储寄存器中，从而暂时补偿通过测试得到的各级误差；在测试软修状态下的性能时，需将输入信号幅度恢复到接近满幅度，测试得到软修后的典型的特征参数(如信噪比、信噪失真比、无杂散动态范围等)，然后判断软修后的性能是否满足要求，如不满足要求，则返回预修调步骤重新修调，如果不通过且修调次数达到阈值，则判断错误类型并分类报错、并退出。
详细地，在本发明的一可选实施例中，如图3所示，根据各级转换级的误差，对模数转换器进行误差硬修及测试的步骤S5，进一步包括：
S51、将保存在临时存储寄存器中的各级转换级的误差写入模数转换器的内部固化存储器中永久保存；
S52、每次上电时，自动读取内部固化存储器中保存的误差，并通过误差，对模数转换器
进行校准，完成模数转换器的误差硬修；
S53、对误差硬修后的模数转换器进行模数转换测试，得到硬修测试输出数据，根据硬修测试输出数据计算模数转换器在误差硬修后的特征参数；
S54、根据模数转换器在误差硬修后的特征参数，判断模数转换器的误差硬修是否通过。
其中，误差硬修将保存在临时存储寄存器中的误差值，写入内部固化存储器永久保存，每次上电时，自动读取内部固化寄存器值，补偿转换器的各种误差；硬修后性能测试时，重新上电，自动读取内部固化寄存器值，补偿模数转换器的各种误差，此时，需将输入信号幅度配置为接近满幅度，测试得到硬修后的典型的特征参数(如信噪比、信噪失真比、无杂散动态范围等)，然后判断硬修后的性能是否满足要求，如通过则显示完成，如果不通过则判断错误类型并分类报错，然后退出。
综上所述，本发明提供的模数转换器的校准方法，通过初始性能测试及判断，能淘汰由于工艺偏差导致的初始性能过低的电路，避免此类电路继续进入后续测试修调步骤又不能形成合格产品导致的各种资源的浪费，提升了测试筛选效率；通过增加预修调步骤进行最终修调性能的粗略预估，对修调的可行性进行评估，形成第二次筛选，避免偏差过大电路进入后续测试修调步骤又不能形成合格产品导致的各种资源的浪费，进一步提升了测试筛选效率；根据各级各种误差对输入和输出的不同需求，灵活进行输入信号、比较器阈值电压和输出模式配置，从而实现了模数转换器的多级、多误差提取；根据各级各种误差对输入和输出的不同需求，灵活进行输出模式配置，在不同测试需求的情况下输出不同的数据，实现不同误差测试时共用输出接口，减少了接口数量，降低了硬件开销；通过软修确认修调效果后再进行硬修固化误差补偿信息的方式，避免了修调失误，提升了修调成品率；利用基于自适应的参数提取方法，需要的样本数量少，可极大的降低参数提取的计算量，提升了测试及校准的效率；校准方法整体为数字校准方式，与模拟校准方式相比，误差校准的精度更高。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (11)
- 一种模数转换器的校准方法，其特征在于，包括步骤：对模数转换器进行初始性能测试及判断；若所述模数转换器的初始性能测试通过，则对所述模数转换器进行预修调及判断；若所述模数转换器的预修调通过，则对所述模数转换器进行误差提取，得到所述模数转换器中各级转换级的误差；根据各级所述转换级的误差，对所述模数转换器进行误差软修及测试；若所述模数转换器的误差软修测试通过，则根据各级所述转换级的误差，对所述模数转换器进行误差硬修及测试。
- 根据权利要求1所述的模数转换器的校准方法，其特征在于，在对所述模数转换器进行初始性能测试及判断之前，所述模数转换器的校准方法还包括：根据所述模数转换器的输入范围配置输入信号。
- 根据权利要求2所述的模数转换器的校准方法，其特征在于，所述输入信号的最大值大于所述模数转换器中最大的比较器阈值，所述输入信号的最小值小于所述模数转换器中最小的比较器阈值。
- 根据权利要求1所述的模数转换器的校准方法，其特征在于，所述对模数转换器进行初始性能测试及判断的步骤，包括：配置握手信号；对所述模数转换器进行初始性能测试，采集所述模数转换器的初始测试输出数据；判断所述初始测试输出数据是否正常；若所述初始测试输出数据正常，则根据所述初始测试输出数据计算所述模数转换器的特征参数；判断所述特征参数是否达到阈值；若所述特征参数达到阈值，则所述模数转换器的初始性能测试通过。
- 根据权利要求4所述的模数转换器的校准方法，其特征在于，所述模数转换器包括N个所述转换级，所述对所述模数转换器进行预修调及判断的步骤，包括：在最小均方差的约束条件下，提取前M级所述转换级的权重误差；在最小均方差的约束条件下，提取前M级所述转换级的增益误差；根据前M级所述转换级的权重误差和增益误差，对所述模数转换器进行校准；对校准后的所述模数转换器进行性能测试，采集所述模数转换器的测试输出；根据所述模数转换器的测试输出，判断所述模数转换器的预修调是否通过；其中，N为大于等于2的整数，M为1～N-1的整数。
- 根据权利要求1所述的模数转换器的校准方法，其特征在于，所述对所述模数转换器进行误差提取，得到所述模数转换器中各级转换级的误差的步骤，包括：针对每级所述转换级，根据需要测试的误差量配置所述输入信号和输出模式；针对每级所述转换级，根据配置的所述输入信号和所述输出模式，通过所述模数转换器进行模数转换，采集所述模数转换器的输出数据并根据所述输入信号的特征对所述输出数据进行恢复，得到理想输出数据；针对每级所述转换级，利用基于自适应的参数提取方法从所述输出数据和所述理想输出数据的差异中提取所述转换级的误差。
- 根据权利要求6所述的模数转换器的校准方法，其特征在于，所述误差包括权重误差、增益误差和抖动误差；针对各级所述转换级，从后级所述转换级往前级所述转换级，依次对每级所述转换级的所述权重误差和所述增益误差进行提取。
- 根据权利要求7所述的模数转换器的校准方法，其特征在于，针对各级所述转换级，所述抖动误差的提取没有顺序要求，但在所述权重误差和所述增益误差提取之后再提取。
- 根据权利要求7所述的模数转换器的校准方法，其特征在于，当需要测试提取所述权重误差和所述增益误差时，配置每级所述输入信号的幅度、每级比较器的阈值电压，并将每级所述比较器的输出结果送出；当需要测试提取抖动误差时，送出随机码以及对应所需的各级所述转换级的输出编码。
- 根据权利要求6所述的模数转换器的校准方法，其特征在于，所述根据各级所述转换级的误差，对所述模数转换器进行误差软修及测试的步骤，包括：将各级所述转换级的误差送入所述模数转换器的临时存储寄存器中保存；通过所述临时存储寄存器中保存的所述误差，对所述模数转换器进行校准，完成所述模数转换器的误差软修；对误差软修后的所述模数转换器进行模数转换测试，得到软修测试输出数据，根据所述软修测试输出数据计算所述模数转换器在误差软修后的特征参数；根据所述模数转换器在误差软修后的特征参数，判断所述模数转换器的误差软修是否通过。
- 根据权利要求10所述的模数转换器的校准方法，其特征在于，所述根据各级所述转换级的误差，对所述模数转换器进行误差硬修及测试的步骤，包括：将保存在所述临时存储寄存器中的各级所述转换级的误差写入所述模数转换器的内部固化存储器中永久保存；每次上电时，自动读取所述内部固化存储器中保存的所述误差，并通过所述误差，对所述模数转换器进行校准，完成所述模数转换器的误差硬修；对误差硬修后的所述模数转换器进行模数转换测试，得到硬修测试输出数据，根据所述硬修测试输出数据计算所述模数转换器在误差硬修后的特征参数；根据所述模数转换器在误差硬修后的特征参数，判断所述模数转换器的误差硬修是否通过。
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120182166A1 (en) * | 2011-01-17 | 2012-07-19 | Seiko Epson Corporation | A/d conversion circuit, integrated circuit device, electronic apparatus |
| CN103929178A (zh) * | 2014-04-29 | 2014-07-16 | 中国电子科技集团公司第二十四研究所 | 逐次逼近模数转换器及其转换方法 |
| CN110336561A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-10-15 | 中国电子科技集团公司第二十四研究所 | 一种流水线型模数转换器及其输出校正方法 |
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