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1、第28卷第4期电子器件Vol128No.42005年12月ChineseJournalofElectronDevicesDec.2005ApplicationofDigitalCalibrationTechniquesinPipelineADCDONGQing2xiang(InstituteofMicroelectronicofChineseAcademyofScience,Beijing100029,China)Abstract:WiththeincreasingresolutionofpipelineADC,thenonlinearfactorsbroughtbyop2amp,s
2、amplecapacitorsandcomparatorwillaffecttheperformanceofpipelineADCbadly.Thispaperpresentsseveralalgorithmsofdigitalcorrectionandcalibrationtodealwiththenonlinearfactors.AndthedevelopmentofdigitalcalibrationtechniquesusedinPipelineADCinrecentyearsissummarized.Intheend,thedevelopmenttrendofdigital
3、calibrationtechniquesisilluminated.Keywords:redundantsigndigitcoding;digitalcorrection;digitalcalibrationEEACC:6140数字校对技术在流水线ADC中的应用董庆祥(中国科学院微电子研究所,北京100029)摘要:随着流水线ADC精度的不断提高,由运放和采样电容,比较器等引入的各种非线性误差将严重影响流水线ADC的性能。针对各种非线性误差基于校对数字技术的基本思想以及相应的算法。对近几年数字校对技术在流水线ADC中的应用和发展作了总结。最后对数字校对技术的发展趋势进行了分析,并对
4、这一领域进行了展望。关键词:数字冗余码;数字更正;数字校对中图分类号:TP274文献标识码:A文章编号:1005-9490(2005)04-0878-04随着全球高新科技领域数字化的不断加深,以趋势。及人们对于微控制器和数字信号处理研究的不断深1各种数字校对技术及其应用入,如何快速的获取准确无误的数字信号变得尤为关键。高速高精度的流水线ADC技术应运而生。与1.1数字更正技术——数字冗余码传统的flashADC相比,流水线ADC在大大降低了数字冗余码是最先应用于流水线ADC的数字功耗和面积的同时,还大大提高了转换精度。目前流技术。它被称为数字更正技术。它只能解决由于比水线ADC的精度
5、已经达到了15位,最高采样率可较器失调带来的误差。其基本思想是利用冗余码消高达百兆。随着流水线ADC精度的不断提高,特别除比较器的失调。这种算法增加各级子ADC输出的是当精度超过10位时,校对技术将成为ADC技术位数,以克服比较器失调对整个系统输出的影响。每的关键。运放和采样电容等引入的误差如不消除,将一级的子ADC多输出一位作为冗余码,再通过迭位严重影响整个ADC的性能。校对技术包括模拟校对相加(如图1)消除冗余码,这样就可以消除由于比较和数字校对。本文主要介绍数字校对领域的各种技器失调引起的误码。增加一个冗余码意味着增加各术所针对的问题,以及基本思想,并由此展望其发展级电路的精度
6、。但这并不意味着将一个n位的子收稿日期:2005203225作者简介:董庆祥(19802),男,硕士研究生,主要从事模拟电路模拟转换电路设计方面的研究,dongqingxiang@hotmail.com第4期董庆祥:数字校对技术在流水线ADC中的应用879ADC变为n+1位的子ADC。通常冗余码称为0.51.2查表校对法和统计校对法位。图2所示为22bit、2.52bit、32bit各级子电路的传这两种算法的主要特点是将存储器引入校对算输特性曲线。法,用于存储误差,并在校对过程中减去误差。1.2.1AndrewN.Karanicolas提出的算法这种算法主要解决电容失配、比较器失调、
7、开关电荷注入和运放的有限增益带来的误差。基本思想是先存储误差,然后通过后一级电路的输出对前一级电路进行校对。基于这种思想,系统中需要存储各级电路的校对常数S1和S2,在校对过程中,再根据各级输出调用这些常数,过程类似于查表的过程,故称图1各级电路输出码的迭位相加为查表校对法。如图3所示。图3校对过程输出D和X,校对常数S1和S2被送入校对逻辑,其中S1和S2时这样确定的,输入Vin=0时,如果D=0则X=S1;如果D=1则X=S2;这里D相当于判决位。算法
