專利名稱：：管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本文所述本發(fā)明的各種實(shí)施例大體而言是關(guān)于模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(analog-to-digitalconverter;ADC)的領(lǐng)域,且亦關(guān)于包含于觸控屏幕、觸控板及/或觸控面板控制器中的ADC的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：為提高在用于導(dǎo)航的數(shù)字成像應(yīng)用中(例如，在電容式觸控屏幕整合式控制器中，或在手指導(dǎo)航元件/滑鼠中的整合式光學(xué)成像儀中)的位解析度，通常需要在設(shè)計(jì)階段期間采取措施來(lái)解決因ADC中各整合式組件間的不匹配而造成的問(wèn)題。管線式ADC架構(gòu)由于其能夠同時(shí)處理成像數(shù)據(jù)陣列中的多個(gè)元而被頻繁使用于成像應(yīng)用中。在金氧硅(metaloxidesilicon；M0S)管線式ADC及包含其的集成電路中，最須匹配的組件通常為各該管線元件的乘法數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(digital-to-analogconverter;DAC)中的電容器。電容器(尤其是大電容器)在一集成電路上可占用大量面積，且當(dāng)ADC中的有效位數(shù)(effectivenumberofbits;EN0B)等于或超過(guò)12時(shí),可能難以設(shè)計(jì)及實(shí)作此等電容器。此外,大電容器會(huì)大幅增大ADC的功耗量。因此，許多誤差校準(zhǔn)技術(shù)都希望能獲得高的EN0B、同時(shí)不耗用過(guò)多集成電路面積及ADC功率。其中,基數(shù)數(shù)字校準(zhǔn)(radixdigitalcalibration)技術(shù)在數(shù)字校準(zhǔn)期間通常需要實(shí)施大量數(shù)字操作及長(zhǎng)時(shí)間的疊代。另一技術(shù)是為主動(dòng)式及被動(dòng)式電容器的模擬平均化，此技術(shù)已用于增大管線式ADC的EN0B，但此技術(shù)通常需要額外的放大器及/或額外的電容器。此外，除正常的時(shí)脈運(yùn)作之外，通常亦需要一平均時(shí)脈相位(averagingclockphase)。此等要求會(huì)增大集成電路的尺寸、設(shè)計(jì)復(fù)雜性，且亦會(huì)增大ADC功耗。論述上述問(wèn)題的公開(kāi)文獻(xiàn)包括但不限于P.Rombouts等人，IEEE電路與系統(tǒng)會(huì)刊(IEEETransactionsonCircuitsandSystems),第45卷，第9期，1998年9月；EI-Sankary等人，IEEE電路與系統(tǒng)會(huì)刊，第51卷,第10期,2004年10月；SeanChang等人，IEEE固態(tài)電路雜志(IEEEJournalofSolidStateCircuits),第37卷,第6期,2002年6月；StephenH.Lewis等人，IEEE固態(tài)電路雜志，第27卷，第3期，1992年3月JohnP.Keane等人，IEEE電路與系統(tǒng)雜志(IEEEJournalonCircuitsandsystems),第52卷，第I期，2005年I月；0.Bernal等人，2006年頂TC技術(shù)會(huì)議GMTC2006TechnologyConference),意大利，索倫托,2006年4月24日至27日；IonP.Opris等人，IEEE固態(tài)電路雜志，第33卷，第12期，1998年12月；Dong_YoungChang等人，IEEE電路與系統(tǒng)會(huì)刊，第51卷，第11期，2004年11月；YunChiu等人，IEEE固態(tài)電路雜志，第39卷，第12期，2004年12月，以及Hsin-ShuChen，IEEE固態(tài)電路雜志，第36卷，第6期，2001年6月。各該上述參考文獻(xiàn)分別以弓I用方式全文倂入本文中。因此，需要一種具有減少的電容器不匹配誤差、更小的電容器及更低的ADC功耗的管線式ADC。
發(fā)明內(nèi)容在一實(shí)施例中，提供一種管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(analog-to-digitalconverter;ADC)，其包含多個(gè)管線元件電路，各該管線元件電路對(duì)應(yīng)于該管線式ADC的一給定位并包含一放大器電路，該放大器電路可切換地用以以一第一A電容器配置及一第二B電容器配置運(yùn)作，該第一A電容器配置及該第二B電容器配置分別對(duì)應(yīng)于一第一A電容器及一第二B電容器，一第一管線元件電路包含一與其可操作地連接的校準(zhǔn)取樣保持(sample-and-hold)電路，該第一管線元件電路用以將多個(gè)模擬A電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓及多個(gè)模擬B電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓數(shù)字化，其中當(dāng)該管線式ADC運(yùn)作于一電容器不匹配校準(zhǔn)階段(phase)時(shí)，由該第一管線元件電路及該等管線元件電路的其余部分產(chǎn)生該等模擬A電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓及該等模擬B電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓，該第一管線元件電路更用以提供數(shù)字表示(digitalrepresentation)作為其輸出，該等數(shù)字表示對(duì)應(yīng)于在該電容器不匹配校準(zhǔn)階段期間各該管線元件電路的該等模擬A電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓及該等模擬B電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓；一輸出移位寄存器及加法電路，用以接收并處理該等數(shù)字表示，以提供對(duì)應(yīng)于各該位及管線元件電路的電容器不匹配誤差校正碼；以及一存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器用以接收并在其中儲(chǔ)存對(duì)應(yīng)于該管線式ADC的各該位及管線元件電路的該等電容器不匹配誤差校正碼；其中在完成輸入至該管線式ADC的模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換后，將該等電容器不匹配誤差校正碼應(yīng)用于該管線式ADC的每一位權(quán)重(bitweight)。在另一實(shí)施例中，提供一種用于減少一管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)中的電容器不匹配誤差的方法，該管線式ADC包含多個(gè)管線元件電路，各該管線元件電路對(duì)應(yīng)于該管線式ADC的一給定位并包含一放大器電路,該放大器電路可切換地用以以一第一A電容器配置及一第二B電容器配置運(yùn)作，該第一A電容器配置及該第二B電容器配置分別對(duì)應(yīng)于一第一A電容器及一第二B電容器，一第一管線元件電路包含一與其可操作地連接的校準(zhǔn)取樣保持電路，該第一管線元件電路用以將多個(gè)模擬A電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓及多個(gè)模擬B電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓數(shù)字化，其中當(dāng)該管線式ADC運(yùn)作于一電容器不匹配校準(zhǔn)階段時(shí)，由該第一管線元件電路及該等管線元件電路的其余部分產(chǎn)生該等模擬A電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓及該等模擬B電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓，該第一管線元件電路更用以提供數(shù)字表示作為其輸出，該等數(shù)字表示對(duì)應(yīng)于在該電容器不匹配校準(zhǔn)階段期間各該管線元件電路的該等模擬A電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓及該等模擬B電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓，該方法包含將由該等管線元件電路產(chǎn)生的該等模擬A電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓及該等模擬B電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓數(shù)字化；產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于各該管線元件電路的該等模擬A電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓及該等模擬B電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓的該等數(shù)字表示；以及產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于各該位及管線元件電路的A電容器不匹配誤差校正碼及B電容器不匹配誤差校正碼。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明所提供的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器是一種具有減少的電容器不匹配誤差、更小的電容器及更低的ADC功耗的管線式ADC。圖I是為一電容式觸控屏幕系統(tǒng)的一實(shí)施例的剖視圖2是為一電容式觸控屏幕控制器的方塊圖；圖3是為一電容式觸控屏幕系統(tǒng)及一主機(jī)控制器的一方塊圖的一實(shí)施例；圖4是為一電容式觸控屏幕系統(tǒng)的一實(shí)施例的示意圖；圖5是為根據(jù)管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)的一實(shí)施例的一單一管線元件電路的一實(shí)施例；圖6是為管線式ADC的校準(zhǔn)電路的一實(shí)施例；圖7是為數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路的一實(shí)施例；圖8是為圖7的數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路的一控制信號(hào)協(xié)議的一實(shí)施例；圖9是為管線元件電路以及輸出移位寄存器及加法電路的一實(shí)施例；圖10是為管線元件電路以及輸出移位寄存器及加法電路的另一實(shí)施例；圖11a、圖Ilb至圖Ilc是為因使用誤差校正碼的電容器不匹配而引起的相對(duì)于一理想ADC轉(zhuǎn)換功能的模擬偏差；圖12a及圖12b是為未經(jīng)校準(zhǔn)的ADC及經(jīng)校準(zhǔn)的ADC相對(duì)于一理想ADC轉(zhuǎn)換功能的偏差的直方圖結(jié)果；圖13是為未經(jīng)校準(zhǔn)的ADC及經(jīng)校準(zhǔn)的ADC的ADC轉(zhuǎn)換誤差的模擬累積分布；以及圖14是為一引導(dǎo)ADC設(shè)計(jì)的校正碼分布。附圖標(biāo)號(hào)8:管線元件電路11:第一管線元件電路20a20p:感測(cè)行IOaIOi:驅(qū)動(dòng)列90:觸控屏幕95:介電板100:觸控屏幕控制器110電容式觸控屏幕系統(tǒng)112:LCD顯示器150:管線元件電路150a:第一管線元件電路150b:管線元件電路150c:管線元件電路150d:管線元件電路150e:管線元件電路150k:管線元件電路I55:管線式ADC160:校準(zhǔn)電路170:比較器180比較器190:多工器240:放大器285:數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路290校準(zhǔn)參考電壓源295:取樣-保持電路310:校準(zhǔn)狀態(tài)機(jī)320:輸出移位寄存器及加法電路340:校正碼存儲(chǔ)器A/A11:移位寄存器A/B11:寄存器B/A11:寄存器B/B11:寄存器Cl電容器C2電容器01:開(kāi)關(guān)02:開(kāi)關(guān)<t2A:開(kāi)關(guān)<j52B:開(kāi)關(guān)Vin:輸入電壓Vref:參考電壓-Vref:參考電壓具體實(shí)施例方式本文將揭示其他實(shí)施例，或于本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀并理解本說(shuō)明書(shū)及附圖之后，其他實(shí)施例將變得一目了然。如圖I所示，一電容式觸控屏幕系統(tǒng)110通常由以下組成一下層的IXD(LiquidCrystalDisplay)(或OLED;0rganicLight-EmittingDiode)顯不器112、一觸控屏幕(或觸碰感測(cè)面板)90、一設(shè)置于觸控屏幕90上方的介電板(或保護(hù)罩)95、以及一觸控屏幕控制器(或微處理器、應(yīng)用專用集成電路(applicationspecificintegratedcircuit；ASIC))、中央處理裝置(CPU))100。應(yīng)注意，觸控屏幕90下方除IXD顯示器或OLED顯示器的外亦可設(shè)置其他影像顯示器。圖2顯示一觸控屏幕控制器100的一實(shí)施例的方塊圖。在一實(shí)施例中，觸控屏幕控制器100可是為根據(jù)本文的教示內(nèi)容而修改的一AvagoTechnologiesAMRI-5000ASIC或芯片100。在一實(shí)施例中,觸控屏幕控制器是為一低功率電容式觸控面板控制器,其被設(shè)計(jì)成為一觸控屏幕系統(tǒng)提供高精確度的屏幕導(dǎo)航。圖3及圖4所示的電容式觸控屏幕(或觸控面板)90可通過(guò)對(duì)一介電板的一或多個(gè)表面涂敷例如氧化銦錫(IndiumTinOxide;IT0)等導(dǎo)電材料而形成，該介電板通常包含玻璃、塑膠或另一適宜的電絕緣材料且為光學(xué)透射性材料較佳，且該介電板通常被配置成呈一電極網(wǎng)格(grid)的形狀。該網(wǎng)格的電容保持一電荷，且當(dāng)使用一手指觸碰觸控面板90時(shí)會(huì)出現(xiàn)通往使用者身體的一電路通道，此會(huì)引起該電容的一變化。觸控屏幕控制器100感測(cè)并分析電容的此等變化的坐標(biāo)。當(dāng)觸控屏幕90固定至具有一圖形使用者接口的一顯示器時(shí)，可通過(guò)追蹤該等觸碰坐標(biāo)而達(dá)成屏幕導(dǎo)航。通常屏幕導(dǎo)航需要檢測(cè)多個(gè)觸碰而達(dá)成。該網(wǎng)格的尺寸是根據(jù)該等觸碰所需的解析度而被導(dǎo)出。通常存在一額外罩板95來(lái)保護(hù)觸控屏幕90的頂部ITO層，進(jìn)而形成一完整的觸控屏幕解決方案(例如，圖I)。一種形成一觸控屏幕90的方式是僅于一介電板或基板的一側(cè)上涂敷一ITO網(wǎng)格。當(dāng)觸控屏幕90與一顯示器配合時(shí)，將不需要一額外的保護(hù)罩。此具有形成一透射率得到改良(>90%)的更薄顯示系統(tǒng)的益處，進(jìn)而能夠達(dá)成更亮且更輕的手持式裝置。觸控屏幕控制器100的應(yīng)用包括但不限于智能型電話(smartphone)、便攜式媒體播放器(portablemediaplayer)、移動(dòng)網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)裝置(MobileInternetDevice;MID)、及全球定位系統(tǒng)(GPS)>J-U裝直。請(qǐng)參照?qǐng)D3及圖4，在一實(shí)施例中，觸控屏幕控制器100包含一模擬前端(analogfrontend)。該模擬前端具有16條驅(qū)動(dòng)信號(hào)線及9條感測(cè)線連接至一觸控屏幕上的一ITO網(wǎng)格。觸控屏幕控制器100對(duì)該等驅(qū)動(dòng)電極施加一激發(fā)(excitation),例如一方波(squarewave)、一彎折線信號(hào)(meandersignal)或其他適宜類型的驅(qū)動(dòng)信號(hào),且該等信號(hào)的頻率可選自約40千赫茲至約200千赫茲的范圍。交流(AC)信號(hào)經(jīng)由互電容而耦合至該等感測(cè)線。使用一手指觸碰觸控屏幕(或觸控面板)90會(huì)改變?cè)撚|碰位置處的電容。觸控屏幕控制器100可同時(shí)解析并追蹤多個(gè)觸碰。高的更新率(refreshrate)容許主機(jī)無(wú)明顯延遲地追蹤快速觸碰及任何其他移動(dòng)。嵌入的處理器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、辨識(shí)觸碰坐標(biāo)并將該等觸碰坐標(biāo)報(bào)告至主機(jī)。嵌入的固件可經(jīng)由下載修補(bǔ)程序(patch)來(lái)更新。亦可考慮其他數(shù)目的驅(qū)動(dòng)線及感測(cè)線，例如8X12陣列及12X20陣列。觸控屏幕控制器100可具有不同功耗位準(zhǔn)的多個(gè)運(yùn)作模式。在休息模式中，控制器100可依據(jù)休息速率寄存器(register)所程序化的一速率來(lái)周期性地搜尋觸碰?？删哂卸鄠€(gè)休息模式，各休息模式依次地具有較小的功耗。當(dāng)不存在觸碰的情況達(dá)某一時(shí)間間隔時(shí)，控制器100可用以自動(dòng)地切換至較小(next-lowest)功耗模式。于一實(shí)施例中，及如圖4所示，觸控屏幕90上的一ITO網(wǎng)格或其他電極配置可包含感測(cè)行20a至20p及驅(qū)動(dòng)列IOa至10i，其中感測(cè)行20a至20p是可操作地連接至對(duì)應(yīng)的感測(cè)電路且列IOa至IOi是可操作地連接至對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路。圖4中顯示一種將ITO線或其他驅(qū)動(dòng)及感測(cè)電極拉線至通往觸控屏幕控制器100的線路配置。在不背離本發(fā)明各實(shí)施例的范圍或精神的條件下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解除了修改后的AMRI-5000芯片或觸控屏幕控制器100外，在觸控屏幕系統(tǒng)110中亦可采用其他觸控屏幕控制器、微處理器、ASIC或CPU，且除本文明確所示者之外，亦可采用不同數(shù)目的驅(qū)動(dòng)線及感測(cè)線、及不同數(shù)目及不同配置的驅(qū)動(dòng)電極及感測(cè)電極。參照?qǐng)D5及圖6，其所示的每一管線元件電路150僅是一管線式ADC中多個(gè)類似管線元件電路的其中之一，其中各該等管線元件電路用以提供多個(gè)模擬電壓及多個(gè)數(shù)字表示。該等數(shù)字表示對(duì)應(yīng)自多個(gè)管線元件電路的一位以及對(duì)應(yīng)的多個(gè)位，且其中該等位形成一由管線式ADC輸出的數(shù)字字(digitalword)。此外，同時(shí)參照?qǐng)D5及圖6，為避免管線元件電路150的模擬電路元件不清楚，管線元件電路150相關(guān)聯(lián)的數(shù)字電路的所有細(xì)節(jié)未顯示于圖中。舉例而言，熟習(xí)管線式ADC架構(gòu)的技術(shù)人員將立即理解及領(lǐng)會(huì)，圖5中未顯示由比較器170及比較器180提供至與其相關(guān)聯(lián)的各個(gè)寄存器的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字輸出。此外，圖5所示輸入電壓Vin是由一數(shù)據(jù)采集取樣保持電路(圖未繪示)提供。然而，僅圖6所示的第一管線元件電路150a如此；其余的管線元件電路150b至150k則接收由前面的管線元件電路提供的輸出作為其輸入。此外，所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
中具有通常知識(shí)者可理解，該等圖中未顯示管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)155的所有部分。在圖5中，單一管線元件電路150形成管線式ADC155的一部分，且具有電容器不匹配誤差平均功能。應(yīng)注意，在美國(guó)專利申請(qǐng)案13/208，318(下簡(jiǎn)稱‘318專利申請(qǐng)案)中將會(huì)找到關(guān)于圖5所示電路150的運(yùn)作的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。如在‘318專利申請(qǐng)案中所述，電路150能夠在一乘法階段期間交換電容器Cl(電容器A)與電容器C2(電容器B)的功能。通過(guò)閉合開(kāi)關(guān)02A，電容器C2(電容器B)連接至放大器240的負(fù)回饋回路，而電容器Cl(電容器A)端視由多工器所選擇的D值(其又基于由比較器170及比較器180所檢測(cè)到的輸入信號(hào)大小)而連接至參考電壓-Vref、0、Vref其中之一。管線元件電路150的上述連接配置，在本文中被稱為階段2A。在一乘法階段(階段2B)期間，開(kāi)關(guān)(^2b使電容器Cl(電容器A)連接至放大器240的負(fù)回饋回路中，而使電容器C2(電容器B)經(jīng)由多工器190而連接至參考電壓-Vref、0、Vref其中之一。在階段2A及階段2B配置期間，與圖5的管線元件電路150的運(yùn)作相關(guān)的信號(hào)轉(zhuǎn)換表示如下V0UtA=Vin(6+2)-DVref(6+1)(IA)V^=V^-DVrefJ^(IB)其中，通過(guò)引入一電容不匹配參數(shù)5來(lái)描述電容器CU電容器A)與電容器C2(電容器B)的電容值的不匹配如下Cj-C2^~~=S(2)C2上述數(shù)值D對(duì)應(yīng)于由比較器170及比較器180所檢測(cè)到的輸入信號(hào)值Vin，且表示如下D=I,若Vin>Vref>-VrefD=0,若Vref>Vin>-VrefD=-I，若Vin<-Vref<Vref圖6顯示一校準(zhǔn)電路160的方塊圖，校準(zhǔn)電路160用以校準(zhǔn)一11位管線式ADC155的管線元件電路8(150d)。下文所述校準(zhǔn)電路160的運(yùn)作原理對(duì)于管線式ADC155的各該管線元件電路150a至150k(包括圖6所示的第一管線元件電路11(150a))而言皆類似。圖7顯示數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路285連同與圖5的電路160的其余部分分開(kāi)的支援開(kāi)關(guān)及開(kāi)關(guān)控制。圖8中顯示用于支援圖6及圖7所例示的校準(zhǔn)電路及運(yùn)作的控制信號(hào)協(xié)議。在校準(zhǔn)階段期間，校準(zhǔn)參考電壓源290連接至所校準(zhǔn)的管線元件電路的輸入，同時(shí)此管線元件電路被配置成針對(duì)階段2A的運(yùn)作。在校準(zhǔn)階段期間，所校準(zhǔn)的管線元件電路更自管線式ADC155中的相鄰管線元件電路斷開(kāi)。由校準(zhǔn)參考電壓源290提供的電壓大小被選擇成使所校準(zhǔn)的管線元件電路以一高邏輯位準(zhǔn)提供對(duì)應(yīng)于其最高有效位的一數(shù)字輸出(如圖6所示，于本實(shí)施例中，該電壓大小被設(shè)定為3/2Vref)。接著，所校準(zhǔn)的管線元件電路的模擬輸出被饋入至管線式ADC155的一最高有效位管線元件輸入，其中管線元件電路150a(11)執(zhí)行數(shù)字化處理，且對(duì)應(yīng)于所校準(zhǔn)的管線元件電路的數(shù)字輸出被饋入至輸出移位寄存器及加法電路320中。在所校準(zhǔn)的管線電路元件的殘留模擬信號(hào)被傳遞至數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路285之后，該管線電路元件自電路160的其余部分?jǐn)嚅_(kāi)。數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路285(其包含最高有效第11位的管線元件電路150a以及取樣保持電路295)用以在乘法階段2B中操作，其中取樣保持電路295連接至數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路285的輸出，取樣保持電路295儲(chǔ)存數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路的乘法階段2B的殘留模擬信號(hào)。當(dāng)數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路285隨后被切換成在一采集階段中運(yùn)作(不應(yīng)與在電容器不匹配誤差校準(zhǔn)完成后在一正常模擬信號(hào)采集及轉(zhuǎn)換階段中運(yùn)作的管線式ADC155混淆)時(shí)，如圖7所示，取樣保持電路295中來(lái)自前一數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路285的處理循環(huán)的殘留模擬信號(hào)自取樣保持電路295提供至數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路285的輸入。圖8所示控制校準(zhǔn)協(xié)議，假設(shè)圖8的開(kāi)關(guān)為常開(kāi)的，控制信號(hào)的一高位準(zhǔn)狀態(tài)會(huì)使該等開(kāi)關(guān)閉合。由數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路285所提供的一位數(shù)字化(onebitdigitization)的數(shù)字結(jié)果隨后被轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼并被提供至圖6的移位寄存器A/A11。相較于主要ADC轉(zhuǎn)換碼的二進(jìn)制位數(shù)目，此轉(zhuǎn)換能夠儲(chǔ)存更多位的數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路285遞送所規(guī)定的位數(shù)目而完成對(duì)所校準(zhǔn)的管線元件電路的數(shù)字化循環(huán)之后，終止將數(shù)據(jù)收集至寄存器A/A11中。接著，數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路285在階段2B中運(yùn)作以重復(fù)該數(shù)字化循環(huán)，而所校準(zhǔn)的管線元件電路則保持于一階段2A配置中。然后，由數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路285將數(shù)字化數(shù)據(jù)提供至寄存器A/B11，其中所采用數(shù)字化循環(huán)長(zhǎng)度與寄存器A/A11中相同。通過(guò)將上述方程序IA所示管線元件電路的轉(zhuǎn)換功能應(yīng)用于第8位管線元件誤差68的數(shù)字化(其中該第8元件被用作數(shù)字化鏈的第一元件)，且更假設(shè)數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路285被配置成在階段2A中運(yùn)作，則在計(jì)數(shù)中使用參考源電壓碼可被表示為NcountA/A11=Dk2(68+1)(5n+2)k2+Dk_!2(8n+2)k_3+Dk_22(8n+2)卜4+..................................D32(8n+2)+D22+D1(2A)其中N_tA/A11為轉(zhuǎn)換碼，且為一變數(shù)，其整數(shù)表示校準(zhǔn)源的第k位數(shù)字化轉(zhuǎn)換碼，38及S11為第8位管線元件電路及數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路285中的電容器不匹配。類似地，通過(guò)使用上述方程序1B，可將校準(zhǔn)源的轉(zhuǎn)換碼表示為權(quán)利要求1.一種管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括多個(gè)管線元件電路，各所述管線元件電路對(duì)應(yīng)于所述管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的一給定位并包括一放大器電路，所述放大器電路可切換地用以以一第一A電容器配置及一第二B電容器配置運(yùn)作，所述第一A電容器配置及所述第二B電容器配置分別對(duì)應(yīng)于一第一A電容器及一第二B電容器，一第一管線元件電路包括一與其可操作地連接的校準(zhǔn)取樣保持電路，所述第一管線元件電路用以將多個(gè)模擬A電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓及多個(gè)模擬B電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓數(shù)字化，當(dāng)所述管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器在一電容器不匹配校準(zhǔn)階段期間運(yùn)作時(shí)，由所述第一管線元件電路及所述這些管線元件電路的其余部分產(chǎn)生所述這些模擬A電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓及所述這些模擬B電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓，所述第一管線元件電路更用以提供多個(gè)數(shù)字表示作為其輸出，所述這些數(shù)字表示對(duì)應(yīng)于在所述電容器不匹配校準(zhǔn)階段期間各所述管線元件電路的所述這些模擬A電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓及所述這些模擬B電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓；一輸出移位寄存器及加法電路，用以接收并處理所述這些數(shù)字表示，以提供對(duì)應(yīng)于各所述位及管線元件電路的多個(gè)電容器不匹配誤差校正碼；以及一存儲(chǔ)器，用以接收及儲(chǔ)存對(duì)應(yīng)于所述管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的各所述位及各所述管線元件電路的所述這些電容器不匹配誤差校正碼；其中，在完成輸入至所述管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換后，將所述這些電容器不匹配誤差校正碼應(yīng)用于所述管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的每一位權(quán)重。2.如權(quán)利要求I所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述存儲(chǔ)器形成所述管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的一部分或不形成所述管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的一部分。3.如權(quán)利要求I所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，在所述電容器不匹配校準(zhǔn)階段期間，各所述管線元件電路是可操作地連接至一校準(zhǔn)參考電壓源。4.如權(quán)利要求I所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，在所述電容器不匹配校準(zhǔn)階段期間，所述這些管線元件電路的運(yùn)作是由一校準(zhǔn)狀態(tài)機(jī)控制。5.如權(quán)利要求I所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，在所述電容器不匹配校準(zhǔn)階段期間，各所述管線元件電路的所述這些A電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓被提供至所述第一管線元件電路以藉此而數(shù)字化，隨后各所述管線元件電路的所述這些B電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓被提供至所述第一管線元件電路以藉此而數(shù)字化。6.如權(quán)利要求I所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，在所述電容器不匹配校準(zhǔn)階段期間，當(dāng)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于各所述管線元件電路的所述這些A電容器不匹配誤差電壓及所述這些B電容器不匹配誤差電壓時(shí)，各所述管線元件電路可切換地自相鄰的管線元件電路斷開(kāi)。7.如權(quán)利要求I所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述輸出移位寄存器及加法電路用以在計(jì)算所述這些電容器不匹配誤差校正碼時(shí)將對(duì)應(yīng)于各所述管線元件電路的所述這些數(shù)字表示進(jìn)行平均運(yùn)算。8.如權(quán)利要求I所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器更包括一數(shù)據(jù)采集取樣保持電路，所述數(shù)據(jù)采集取樣保持電路用以在一數(shù)據(jù)采集階段期間提供一輸入電壓至所述第一管線元件電路。9.如權(quán)利要求8所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，各所述管線元件電路包括一第一比較器，第一比較器包括一第一負(fù)輸入端子及一第一正輸入端子，所述第一負(fù)輸入端子可操作地連接至一第一參考電壓，所述第一正輸入端子可操作地連接至所述輸入電壓，所述第一比較器提供一第一比較器輸出；一第二比較器，第二比較器包括一第二負(fù)輸入端子及一第二正輸入端子，所述第二負(fù)輸入端子可操作地連接至一第二參考電壓，所述第二正輸入端子可操作地連接至所述輸入電壓，所述第二比較器提供一第二比較器輸出。10.如權(quán)利要求9所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，各所述管線元件電路更包括一多工器，所述多工器用以接收所述第一比較器輸出、所述第二比較器輸出、所述第一參考電壓、所述第二參考電壓、以及一接地電位作為其輸入，所述多工器提供一多工器輸出，所述多工器輸出代表所述第一參考電壓、所述第二參考電壓、以及所述接地電位其中之一，所述多工器輸出是根據(jù)由所述第一比較器及所述第二比較器提供的輸出而提供。11.如權(quán)利要求10所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，各所述管線元件電路的所述放大器電路用以接收所述輸入電壓及所述多工器輸出作為其輸入，各所述管線元件電路的所述放大器電路更包括一放大器，所述放大器具有一輸出以及一正放大器輸入及一負(fù)放大器輸入，所述正放大器輸入連接至所述接地電位，所述放大器電路更包括一第一組開(kāi)關(guān)、一第二組開(kāi)關(guān)以及一第三組開(kāi)關(guān)。12.如權(quán)利要求11所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，在一第一階段期間，所述第一組開(kāi)關(guān)閉合，所述第二組開(kāi)關(guān)及所述第三組開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，所述第一A電容器與所述第二B電容器相對(duì)于彼此并聯(lián)排列且經(jīng)由所述第一組開(kāi)關(guān)而被所述輸入電壓充電；在一第二階段期間，所述第一A電容器與所述第二B電容器相對(duì)于彼此串聯(lián)排列，所述第二組開(kāi)關(guān)閉合且所述第一組開(kāi)關(guān)及所述第三組開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，且所述第二B電容器經(jīng)由所述第二組開(kāi)關(guān)而置于所述負(fù)放大器輸入與所述放大器輸出間的一負(fù)回饋回路中，所述第一A電容器被向所述第一A電容器提供的所述多工器輸出充電，且在所述放大器輸出處提供代表所述第二B電容的一第二輸出電壓；在一第三階段期間，所述第一組開(kāi)關(guān)閉合，所述第二組開(kāi)關(guān)及所述第三組開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，所述第一A電容器與所述第二B電容器相對(duì)于彼此并聯(lián)排列且經(jīng)由所述第一組開(kāi)關(guān)而被與所述第一階段中相同的所述輸入電壓再次充電；在一第四階段期間，所述第一A電容器與所述第二B電容器相對(duì)于彼此串聯(lián)排列，所述第三組開(kāi)關(guān)閉合且所述第一組開(kāi)關(guān)及所述第二組開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，且所述第一A電容器經(jīng)由所述第三組開(kāi)關(guān)而置于所述負(fù)回饋回路中，所述第二B電容器被向所述第二B電容器提供的所述多工器輸出充電，且在所述放大器輸出處提供表不所述第一A電容的一第一輸出電壓。13.如權(quán)利要求12所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述第一組開(kāi)關(guān)包括一第一開(kāi)關(guān)、一第二開(kāi)關(guān)及一第三開(kāi)關(guān)，所述第二組開(kāi)關(guān)包括一第四開(kāi)關(guān)及一第五開(kāi)關(guān)，且所述第三組開(kāi)關(guān)包括一第六開(kāi)關(guān)及一第七開(kāi)關(guān)。14.如權(quán)利要求13所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，在所述第一階段期間，所述第一開(kāi)關(guān)、所述第二開(kāi)關(guān)及所述第三開(kāi)關(guān)閉合，所述第四開(kāi)關(guān)、所述第五開(kāi)關(guān)、所述第六開(kāi)關(guān)及所述第七開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，所述第一A電容器經(jīng)由所述第一A電容器的高側(cè)上的所述第一開(kāi)關(guān)及經(jīng)由所述第一A電容器的低側(cè)上連接至所述接地電位的所述第三開(kāi)關(guān)而被所述輸入電壓充電至一第一電荷，而所述第二B電容器則經(jīng)由所述第二B電容器的高側(cè)上的所述第二開(kāi)關(guān)及經(jīng)由所述第二B電容器的低壓側(cè)上連接至所述接地電位的所述第三開(kāi)關(guān)而被所述輸入電壓充電至一第二電荷。15.如權(quán)利要求13所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，在所述第三階段期間，所述第一開(kāi)關(guān)、所述第二開(kāi)關(guān)及所述第三開(kāi)關(guān)閉合，所述第四開(kāi)關(guān)、所述第五開(kāi)關(guān)、所述第六開(kāi)關(guān)及所述第七開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，所述第一A電容器經(jīng)由所述第一A電容器的所述高側(cè)上的所述第一開(kāi)關(guān)及經(jīng)由所述第一A電容器的所述低側(cè)上連接至所述接地電位的所述第三開(kāi)關(guān)而被所述輸入電壓充電至一第一電荷，而所述第二B電容器則經(jīng)由所述第二B電容器的所述高側(cè)上的所述第二開(kāi)關(guān)及經(jīng)由所述第二B電容器的所述低側(cè)上連接至所述接地電位的所述第三開(kāi)關(guān)而被所述輸入電壓充電至一第二電荷。16.如權(quán)利要求13所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，在所述第二階段期間，所述第一開(kāi)關(guān)、所述第二開(kāi)關(guān)、所述第三開(kāi)關(guān)、所述第六開(kāi)關(guān)及所述第七開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，所述第四開(kāi)關(guān)及所述第五開(kāi)關(guān)閉合，所述第二B電容器經(jīng)由所述第五開(kāi)關(guān)而被置于所述負(fù)放大器輸入與所述放大器輸出間的所述負(fù)回饋回路中，且所述第一A電容器經(jīng)由所述第四開(kāi)關(guān)而被向所述第一A電容器提供的所述多工器輸出充電。17.如權(quán)利要求13所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，在所述第四階段期間，所述第一開(kāi)關(guān)、所述第二開(kāi)關(guān)、所述第三開(kāi)關(guān)、所述第四開(kāi)關(guān)及所述第五開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，所述第六開(kāi)關(guān)及所述第七開(kāi)關(guān)閉合，所述第一A電容器經(jīng)由所述第七開(kāi)關(guān)而被置于所述負(fù)回饋回路中，且所述第二B電容器經(jīng)由所述第六開(kāi)關(guān)而被向所述第二B電容器提供的所述多工器輸出充電。18.如權(quán)利要求13所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集取樣-保持電路在所述第四階段期間提供一經(jīng)更新的輸入電壓。19.如權(quán)利要求13所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述第一輸出電壓及所述第二輸出電壓是經(jīng)一換算因數(shù)D換算。20.如權(quán)利要求19所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述輸入電壓是為Vin，所述第一參考電壓是為Vref，且所述第二參考電壓是為-Vref。21.如權(quán)利要求20所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器,其特征在于，當(dāng)VinXVref>-Vref時(shí)D=I,當(dāng)Vref>Vin>-Vref時(shí)D=O,且當(dāng)Vin<-Vref<Vref時(shí)D=-I。22.如權(quán)利要求I所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的一有效位數(shù)至少是為10。23.如權(quán)利要求I所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器為一CMOS集成電路的一部分。24.如權(quán)利要求I所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器為一觸控屏幕或一觸控板控制器的一部分。25.如權(quán)利要求I所述的管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器為一觸控屏幕裝置、一觸控面板裝置、一移動(dòng)電話及一成像裝置其中之一的一部分。26.一種用于減少一管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的電容器不匹配誤差的方法，其特征在于，所述管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括多個(gè)管線元件電路，各所述管線元件電路對(duì)應(yīng)于所述管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的一給定位并包括一放大器電路，所述放大器電路可切換地用以以一第一A電容器配置及一第二B電容器配置運(yùn)作，所述第一A電容器配置及所述第二B電容器配置分別對(duì)應(yīng)于一第一A電容器及一第二B電容器，一第一管線元件電路包括一與所述第一管線元件電路可操作地連接的校準(zhǔn)取樣-保持電路，所述第一管線元件電路用以將多個(gè)模擬A電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓及多個(gè)模擬B電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓數(shù)字化，所述這些模擬A電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓及所述這些模擬B電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓是當(dāng)所述管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器在一電容器不匹配校準(zhǔn)階段中運(yùn)作時(shí)由所述第一管線元件電路及所述這些管線元件電路的其余部分產(chǎn)生，所述第一管線元件電路更用以提供多個(gè)數(shù)字表示作為其輸出，所述這些數(shù)字表示對(duì)應(yīng)于在所述電容器不匹配校準(zhǔn)階段期間各所述管線元件電路的所述這些模擬A電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓及所述這些模擬B電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓，所述方法包括將由所述這些各個(gè)管線元件電路產(chǎn)生的所述這些模擬A電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓及所述這些模擬B電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓數(shù)字化；產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于各所述管線元件電路的所述這些模擬A電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓及所述這些模擬B電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓的所述這些數(shù)字表示；以及產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于各所述位及各所述管線元件電路的一A電容器不匹配誤差校正碼及一B電容器不匹配誤差校正碼。27.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，所述這些A電容器不匹配誤差校正碼及所述這些B電容器不匹配誤差校正碼是產(chǎn)生于一輸出移位寄存器及加法電路中。28.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，減少一管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的電容器不匹配誤差的方法更包括將所述這些A電容器不匹配誤差校正碼及所述這些B電容器不匹配誤差校正碼儲(chǔ)存于一存儲(chǔ)器中，以供后續(xù)使用于所述管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的各所述對(duì)應(yīng)位。29.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，減少一管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的電容器不匹配誤差的方法更包括在完成對(duì)輸入至所述管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換后，將對(duì)應(yīng)于各所述位及各所述管線元件電路的所述這些A電容器不匹配誤差校正碼及所述這些B電容器不匹配誤差校正碼使用于所述管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的所述這些各個(gè)對(duì)應(yīng)的位。30.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，減少一管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的電容器不匹配誤差的方法更包括在所述電容器不匹配校準(zhǔn)階段期間將各所述管線元件電路可操作地連接至至少一個(gè)校準(zhǔn)參考電壓源。31.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，減少一管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的電容器不匹配誤差的方法更包括在電容器不匹配所述校準(zhǔn)階段期間在一校準(zhǔn)狀態(tài)機(jī)的控制下操作所述這些管線元件電路。32.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，在所述電容器不匹配校準(zhǔn)階段期間，各所述管線元件電路的模擬A電容器不匹配誤差電壓被提供至所述第一管線元件電路而藉以數(shù)字化，隨后各所述管線元件電路的模擬B電容器不匹配誤差電壓被提供至所述第一管線元件電路而藉以數(shù)字化。33.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，在所述電容器不匹配校準(zhǔn)階段期間，當(dāng)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于各所述管線元件電路的所述這些模擬A電容器不匹配誤差電壓及所述這些模擬B電容器不匹配誤差電壓時(shí)，各所述管線元件電路可切換地自相鄰的管線元件電路斷開(kāi)。34.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，減少一管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的電容器不匹配誤差的方法更包括在計(jì)算所述這些電容器不匹配誤差校正碼時(shí)將各所述管線元件電路的所述這些數(shù)字表示進(jìn)行平均運(yùn)算。35.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，減少一管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的電容器不匹配誤差的方法更包括將所述管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括于一CMOS集成電路中。36.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，減少一管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的電容器不匹配誤差的方法更包括將所述管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括于一觸控屏幕或觸控板控制器中。37.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，減少一管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的電容器不匹配誤差的方法更包括將所述管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括于一觸控屏幕裝置、一觸控面板裝置、一移動(dòng)電話及一成像裝置其中之一中。全文摘要本發(fā)明提供一種管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器及其方法，尤其是關(guān)于一種降低一管線式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)中的電容器不匹配誤差的方法及裝置。多個(gè)管線元件電路，各管線元件電路對(duì)應(yīng)ADC的一給定位。當(dāng)運(yùn)作于一電容器不匹配校準(zhǔn)階段時(shí)，一第一管線元件電路用以將ADC的各管線元件電路所產(chǎn)生的模擬A與B電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓數(shù)字化。各管線元件電路的對(duì)應(yīng)模擬A與B電容器不匹配誤差校準(zhǔn)電壓的數(shù)字表示被提供至一輸出移位寄存器及加法電路并由其產(chǎn)生對(duì)應(yīng)各該位及管線元件電路的電容器不匹配誤差校正碼。于轉(zhuǎn)換輸入至ADC的模擬信號(hào)后，將電容器不匹配誤差校正碼應(yīng)用至ADC的各位權(quán)重。文檔編號(hào)H03M1/10GK102970039SQ201210257539公開(kāi)日2013年3月13日申請(qǐng)日期2012年7月24日優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日發(fā)明者利塔立·史考屈寇弗申請(qǐng)人:原相科技股份有限公司