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申请/专利权人：电子科技大学

摘要：本发明属于模拟集成电路技术领域，具体为一种基于冗余量化的电容失配数字后台校正方法。本发明配合带冗余的电容DAC阵列实现，通过对冗余区间内的信号进行两次量化，将冗余位依次置0和置1，避免辅助DAC的使用同时确保分裂式ADC的量化轨迹不完全相同；由于最低位权重的精度为1，可直接将迭代步长设置为1，只需要计算1次便可得到计算结果，极大降低了硬件资源的消耗。并且本发明根据工艺失配情况可灵活调整校正位数，当失配较小时，低位更加趋于理想权重，可从更高位开始校正，提高校正效率同时减小校正代价。对比电容互换以及dither注入的LMS算法，本发明具有更高的校正效率和更简洁的控制逻辑，减小了时间开销和硬件开销。

主权项：1.一种基于冗余量化的电容失配数字后台校正方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1、生成待冗余量化的模拟信号；对于待校正ADC中带冗余的电容DAC阵列，参考理想权重下电容DAC输出曲线分别选取高n位对应冗余区间的n个信号，n为校正位数；利用额外加载的DAC生成所选取的模拟信号输入待校正ADC，依据理想权重下待校正ADC中带冗余的电容DAC输出曲线选取离中间码字最远的冗余区间取值并令额外加载的DAC生成；步骤2、量化步骤1生成的第i位对应冗余区间内的信号，得到该区间对应冗余位不同的两个码字，i在n中取值，且i从n到1递减，具体表示如下：QVi＝[x1,…xi-1,1,ai+1,…,an,…,aN]＝[x1,…xi-1,0,bi+1,…,bn,…,bN]其中，N为待校正ADC位数；当对第i位冗余区间内的信号进行冗余量化时，由于选定电平处于相应选定冗余区间，于是从最高位到第i-1位为固定的量化码字，直接根据选定的当前冗余区间赋值并跳过高位比较；量化到第i位时，分别给该位置0和置1，并跳过该位比较，该位之后的比较照常进行；当高n位都冗余量化完成后，将码字存于存储器后进行下一步骤；步骤3、进行第k次权重迭代，k从1开始取值；从存储器中读出最低校正位第n位的置1量化码和置0量化码，利用理想权重计算冗余输出；理想情况下，非二进制编码[x1,…xi-1,1,ai+1,…,an,…,aN]结合真实权重计算得到的冗余输出a与[x1,…xi-1,0,bi+1,…,bn,…,,bN]得到的冗余输出b应相等；存在失配时，通过校正得到各位权重的精确值后，这两个量也应相等，基于这个等量关系建立误差表达式：ei＝wi+ai+1·wi+1+…+an·wn+…+aN·wN-bi+1·wi+1+…+bn·wn+…+bN·wN＝0由于低位电容失配较小，将低位电容权重作为理想值，用以校正高位电容失配；若存在失配误差，则上式等号不成立：当该位电容实际权重值较当前权重大时，会导致逐次逼近过程中，该位置1操作导致的DAC输出节点电压切换偏大，残差偏小，使得后续低位量化该残差时得到的低位码字代表的量与该冗余位当前权重的和偏小，导致误差小于0，此时应该增加该位电容权重值；当该位电容实际权重值较当前权重小时，会导致逐次逼近的过程中该位置1操作导致的DAC输出节点电压切换偏小，残差偏大，使得后续低位量化该残差时得到的低位码字代表的量与该冗余位当前权重的和偏大，导致误差大于0，此时应该减小该位电容权重值；基于以上分析，得到LMS迭代格式：wik+1＝wik-μDACi,1k-DACi,0k其中，wik为第i位权重的第k次迭代结果，μ为迭代步长，DACi,1k、DACi,0k分别为第i位冗余电平置1和置0量化得到的码字结合第k次迭代得到的各位数字权重计算出来模拟量，DACi,1k-DACi,0k为第k次迭代第i位电容权重误差；通过迭代更新权重，得到该当前位电容相对于低位电容的权重，将最低位到第i位的权重都作为理想权重，用于校正第i-1位电容权重；若当前校正位不是最高位，则采用上述相同校正方法对i-1位进行权重校正；否则重新从第n位开始进行第k+1次权重迭代；根据所需权重精度预设迭代次数K，k达到预设的迭代次数K，迭代停止，校正结束；迭代过程中数字权重不断更新存于存储器中，用以计算ADC量化结果。

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百度查询： 电子科技大学 一种基于冗余量化的电容失配数字后台校正方法