高精度数据转换的电荷补偿校准

摘要

一个校准模数转换器(ADC)有一X侧阵列的二进制加权电容器，电容器连接到X侧线，Y侧阵列有相同排列的二进制加权电容器，其连接到Y侧线。每个阵列都有从最高有效比特(MSB)到最低有效比特(MSB)的二进制加权电容器，但是LSB电容器被复制成终止电容器，而较高和较低组之间的中间电容器被复制成代理电容器。在校准时，较低组电容器被切换至低，而X和Y阵列的较高组电容器被温度计码驱动。对于X阵列，温度计值被反转，但是对于Y阵列，温度计值保持不反转。较低阵列被校验以找到一使X和Y侧电压平衡的校准值。当校准X阵列时，通过温度计码驱动Y阵列，减小了开关馈通干扰。

主权项

一种校准DAC的方法，包括： 在预充电阶段: 将X线和Y线接地，X线和Y线连接到一个比较器的输入； 所有与X线连接的电容器为X侧阵列，所有与Y线连接的电容器为Y侧阵列，X侧阵列和Y侧阵列均包括比特位较高的一组二进制加权电容器和一个代理电容器、以及比特位较低的一组二进制加权电容器和一个终止电容器；对X侧阵列和Y侧阵列，将温度计码驱动给比特位较高的一组二进制加权电容器和一个代理电容器，代理电容器的电容值等于较高组里最小电容器的电容值； 其中，当校准目标电容器时，温度计码驱动目标电容器至低，并驱动较高组里的较低电容器至高； 其中，温度计码也驱动任何较大电容器至低，较大电容器是指比目标电容器有更大的电容值； 对X侧阵列和Y侧阵列，驱动比特位较低的一组二进制加权电容器中所有电容器至低，并驱动终止电容器至低，终止电容器的电容值等于较低组里最小电容器的电容值； 在底板取样阶段： 浮起X线和Y线，允许比较器比较X和Y侧电压； 在误差获取阶段： 反转应用到比特位较高组的温度计码，使得X侧阵列里的目标电容器和任何较大电容器都驱动至高，较低电容器都驱动至低； 其中在通过X线连接的目标电容器和较低电容器之间出现电荷共享； 继续驱动温度计码到Y侧阵列里比特位较高组； 在校准搜索阶段： 驱动一具有高和低数值的检验序列到Y侧阵列里比特位较低的那组二进制加权电容器； 继续驱动X侧阵列里比特位较低的那组二进制加权电容器和终止电容器至低； 比较X线和Y线的电压，调整应用到比特位较低组的高和低数值，直到比较器检测到最小电压差； 将应用到Y侧阵列里比特位较低组的高和低数值存储为目标电容器的校准值，其产生最小电压差。