一种pipelined SAR ADC电容失配和增益误差的数字后台校准方法

    公开(公告)号:CN111654285B

    公开(公告)日:2022-11-18

    申请号:CN202010165223.9

    申请日:2020-03-11

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种pipelined SAR ADC电容失配和增益误差的数字后台校准方法,属于高精度模数转换器技术领域,首先,用数字检测器检测第一级的转换结果。然后,根据检测结果和伪随机数对第一级开关阵列进行切换从而实现随机注入。为了不增加放大器的输出摆幅以及避免第二级SAR ADC的饱和,只将电容的失配值注入到第一级余量电压,而不是注入单个电容值,从而能够有效减小注入的幅度。通过在后台执行该校准,可以获得实际的电容失配大小和级间增益值。仿真结果表明,经校正后,信噪失真比由42.4dB提高到59.3dB,无杂散动态范围由50.6dB提高到79.1dB。

    一种ΣΔ调制器的动态元件匹配系统及方法

    公开(公告)号:CN110190855B

    公开(公告)日:2023-05-12

    申请号:CN201910383014.9

    申请日:2019-05-09

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种ΣΔ调制器的动态元件匹配系统及方法,包括:环路滤波器、多位量化器、动态元件匹配电路、数模转换器,其中动态元件匹配电路包括二进制转温度码电路(100)、数据均匀分配电路(101)、段间移位电路(102)、位间移位电路(103);模拟输入信号经环路滤波器、多位量化器连接至二进制转温度码电路(100)、数据均匀分配电路(101),由数据均匀分配电路(101)的输出端连接至第一双指针移位单元;第一双指针移位单元的输出端连接第二双指针移位单元;将所有第二双指针移位单元的输出端级联依次拼接后作为动态元件匹配电路的输出端连接数模转换器。本发明能够有效地抑制谐波分量,有效提高ΣΔ调制器信噪比以及无杂散动态范围。

    一种ΣΔ调制器的动态元件匹配系统及方法

    公开(公告)号:CN110190855A

    公开(公告)日:2019-08-30

    申请号:CN201910383014.9

    申请日:2019-05-09

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种ΣΔ调制器的动态元件匹配系统及方法,包括:环路滤波器、多位量化器、动态元件匹配电路、数模转换器,其中动态元件匹配电路包括二进制转温度码电路(100)、数据均匀分配电路(101)、段间移位电路(102)、位间移位电路(103);模拟输入信号经环路滤波器、多位量化器连接至二进制转温度码电路(100)、数据均匀分配电路(101),由数据均匀分配电路(101)的输出端连接至第一双指针移位单元;第一双指针移位单元的输出端连接第二双指针移位单元;将所有第二双指针移位单元的输出端级联依次拼接后作为动态元件匹配电路的输出端连接数模转换器。本发明能够有效地抑制谐波分量,有效提高ΣΔ调制器信噪比以及无杂散动态范围。

    一种pipelined SAR ADC电容失配和级间增益误差的后台校准方法

    公开(公告)号:CN110971235B

    公开(公告)日:2022-11-15

    申请号:CN201911035667.4

    申请日:2019-10-29

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种用于修正pipelined SAR ADC中电容失配和级间增益误差的后台校准方法,通过在后台注入伪随机序列PN信号,电容失配和级间运放的增益误差被提取出来并随后被数字校准引擎修正。同时本发明还提出了一种噪声量化器技术,在第一级SAR转换时将级间运放复用为一个额外的比较器,两个比较器对同一个输入信号进行比较,比较结果用于检测余量电压是否处于比较器阈值附近,从而决定是否进行伪随机序列PN信号的注入。本发明能够在不需要额外的模拟电路和时序开销的情况下实现对pipelined SAR ADC中的电容失配和增益误差进行修正,能有效降低信号带内的谐波分量,明显改善信噪比和无杂散动态范围。

    一种基于相关的SAR ADC电容失配误差的后台校准方法

    公开(公告)号:CN111900983B

    公开(公告)日:2022-11-04

    申请号:CN202010572436.3

    申请日:2020-06-22

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于相关的SAR ADC电容失配误差的后台校准方法,利用检测跳过算法以及对齐切换技术将伪随机信号PN注入到余量电压中,然后在后台将数字信号与伪随机信号PN进行相关操作,电容失配误差可以被提取出来。由于注入到余量电压中的权重误差相对于总的电容很小,因此由于注入所带来的余量增量可以忽略。因此,该校准算法不需要增加额外电路检测注入的条件,同时还可以最小化冗余范围的开销。仿真结果表明,经过校正后,信噪失真比由35.9dB提高到61.1dB,无杂散动态范围由41.2dB提高到79.3dB。

    一种基于相关的SAR ADC电容失配误差的后台校准方法

    公开(公告)号:CN111900983A

    公开(公告)日:2020-11-06

    申请号:CN202010572436.3

    申请日:2020-06-22

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于相关的SAR ADC电容失配误差的后台校准方法,利用检测跳过算法以及对齐切换技术将伪随机信号PN注入到余量电压中,然后在后台将数字信号与伪随机信号PN进行相关操作,电容失配误差可以被提取出来。由于注入到余量电压中的权重误差相对于总的电容很小,因此由于注入所带来的余量增量可以忽略。因此,该校准算法不需要增加额外电路检测注入的条件,同时还可以最小化冗余范围的开销。仿真结果表明,经过校正后,信噪失真比由35.9dB提高到61.1dB,无杂散动态范围由41.2dB提高到79.3dB。

    一种无源噪声整形逐次逼近SAR模数转换器

    公开(公告)号:CN110492885B

    公开(公告)日:2023-05-12

    申请号:CN201910624589.5

    申请日:2019-07-11

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种无源噪声整形逐次逼近SAR模数转换器,包括:三个电容型数模转换器CDAC、无源环路滤波器、比较器和SAR逻辑电路,其中三个完全相同的CDAC包括一个正常SAR转换所需的CDAC1和两个用于产生上一周期余量电压的辅助CDAC2和CDAC3。增加两个交织的CDAC2和CDAC3,移除了无源余量采样引入的KT/C噪声和增益损失。CDAC1产生本周期的余量电压Vres(n),CDAC2和CDAC3交替产生上一周期的余量电压Vres(n‑1)。本发明能够实现二阶噪声整形效果,有效抑制信号带内量化噪声和比较器噪声,明显改善SAR ADC的信噪比和无杂散动态范围。

    一种pipelined SAR ADC电容失配和级间增益误差的后台校准方法

    公开(公告)号:CN110971235A

    公开(公告)日:2020-04-07

    申请号:CN201911035667.4

    申请日:2019-10-29

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种用于修正pipelined SAR ADC中电容失配和级间增益误差的后台校准方法,通过在后台注入伪随机序列PN信号,电容失配和级间运放的增益误差被提取出来并随后被数字校准引擎修正。同时本发明还提出了一种噪声量化器技术,在第一级SAR转换时将级间运放复用为一个额外的比较器,两个比较器对同一个输入信号进行比较,比较结果用于检测余量电压是否处于比较器阈值附近,从而决定是否进行伪随机序列PN信号的注入。本发明能够在不需要额外的模拟电路和时序开销的情况下实现对pipelined SAR ADC中的电容失配和增益误差进行修正,能有效降低信号带内的谐波分量,明显改善信噪比和无杂散动态范围。

    一种无源噪声整形逐次逼近SAR模数转换器

    公开(公告)号:CN110492885A

    公开(公告)日:2019-11-22

    申请号:CN201910624589.5

    申请日:2019-07-11

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种无源噪声整形逐次逼近SAR模数转换器,包括:三个电容型数模转换器CDAC、无源环路滤波器、比较器和SAR逻辑电路,其中三个完全相同的CDAC包括一个正常SAR转换所需的CDAC1和两个用于产生上一周期余量电压的辅助CDAC2和CDAC3。增加两个交织的CDAC2和CDAC3,移除了无源余量采样引入的KT/C噪声和增益损失。CDAC1产生本周期的余量电压Vres(n),CDAC2和CDAC3交替产生上一周期的余量电压Vres(n-1)。无源环路滤波器对余量电压进行噪声整形,压制信号带内噪声。和普通SAR ADC相同,比较器将无源环路滤波器的模拟输出量化成数字码,数字码通过SAR逻辑电路拨动CDAC中下一位电容开关,直到转换结束,将所有数字码依次拼接在一起作为SAR ADC的输出码。本发明能够实现二阶噪声整形效果,有效抑制信号带内量化噪声和比较器噪声,明显改善SAR ADC的信噪比和无杂散动态范围。

    全动态范围NS SAR ADC中的二阶失配误差整形技术

    公开(公告)号:CN111371456B

    公开(公告)日:2022-11-15

    申请号:CN202010190251.6

    申请日:2020-03-18

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种抑制噪声整形(Noise‑Shaping,NS)逐次逼近寄存器型(Successive Approximation Register,SAR)模数转换器(Analogue‑to‑Digital Converters,ADC)中电容式数模转换器(Capacitive Digital‑to‑Analogue Converter,CDAC)失配误差的二阶整形技术。通过将前两个周期产生的失配误差反馈到当前周期,二阶失配误差整形得以实现。此外,在模拟域中,通过反转最高有效位CDAC来消除最低有效位CDAC反馈的值,从而消除动态范围的损耗。该技术可以直接嵌入到SAR ADC的工作环路中,仅需增加一个比较器的输入对和一个误差采样电容。仿真结果表明,采用该整形技术后,10‑bit NS SAR ADC的信噪失真比(signal to noise and distortion ratio,SNDR)由75.7提高到84.8dB,无杂散动态范围(spurious‑free dynamic range,SFDR)由78.2提高到107.3dB。

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