out = (Dout (A)+Dout (B))/2Eout = (Dout (A)-Dout (B))/2
[0031]因此，在本實(shí)施例中，每一個(gè)2.5位次級(jí)模數(shù)轉(zhuǎn)換器各輸出3組數(shù)字信號(hào)，以ADC(A)和 ADC (B)為例，分別為 DoutA[0]，DoutA [ I]，DoutA [2]和 DoutB [O], DoutB [I],DoutB [2]ο
[0032]通過(guò)平均化計(jì)算得到DOUt[l]，DOUt[2]，DOUt[3]，此組信號(hào)為第一級(jí)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的最終輸出。同時(shí)，通過(guò)平均化計(jì)算得到獲得ADC(A)和ADC(B)的信號(hào)誤差值Eout[O], Eout[I], Eout[2]。所以四級(jí)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元輸出的信號(hào)分別為Dout[0]_Dout[ll]，誤差值分別為Eout [ I ] -Eout [11]。
[0033]其中Dout [O] -Dout [II]與4位全并列模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號(hào)Dout [12] -Dout [15]構(gòu)成16位數(shù)字輸出，經(jīng)過(guò)冗余計(jì)算電路，最后產(chǎn)生12位數(shù)字輸出D [O] -D [II]至所述輸出驅(qū)動(dòng)電路。
[0034]進(jìn)一步參考圖8，所述四級(jí)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的誤差值EOUt[0]-EOUt[ll]作為可用于ADC的數(shù)字校準(zhǔn)。由于模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間的誤差主要體現(xiàn)在電路間電容的不匹配，通過(guò)增加或減少電容值使Eout[0]-Eout[ll] = 0，即模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出相同，從而達(dá)到校準(zhǔn)的目的。
[0035]具體過(guò)程為:以ADC(A)和ADC(B)為例，采樣保持處理后的信號(hào)進(jìn)入第一級(jí)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，該信號(hào)通過(guò)6個(gè)比較電路，轉(zhuǎn)換為6組溫度計(jì)碼數(shù)字信號(hào)，隨后該信號(hào)通過(guò)編碼轉(zhuǎn)換成為二進(jìn)制碼，即 DoutA[O], DoutA[I], DoutA[2] >DoutB [O], DoutB [I], DoutB [2]。該組信號(hào)通過(guò)平均計(jì)算獲得誤差信號(hào)Eout [O]，Eout [I]，Eout [2]。誤差信號(hào)通過(guò)LMS (最小均方)算法后輸入進(jìn)可變電容C12，C13，C14中，通過(guò)改變C12，C13，C14的電容值，實(shí)現(xiàn)ADC(A)與ADC (B)的誤差消除，實(shí)現(xiàn)ADC (A)，ADC (B)間的校準(zhǔn)。
[0036]上述方案可用于信號(hào)采樣頻率為200Msps，信號(hào)轉(zhuǎn)換精度為12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中。按照傳統(tǒng)的噪聲規(guī)格計(jì)算，第一級(jí)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的放大電路的電容負(fù)載至少為3pF，其直流增益至少為78dB，其工作帶寬至少為3.7GHz ;第二級(jí)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的內(nèi)部放大電路的負(fù)載至少為1.5pF，直流增益為68dB，工作帶寬至少為3.2GHz。如此規(guī)格的放大電路設(shè)計(jì)難度極大，功耗將成為致命的問(wèn)題。同時(shí)電路功耗增加意味著電路溫度增加，在提高熱噪聲的同時(shí)改變電路工作條件，降低電路工作性能和工作壽命。采用本實(shí)施例的方案后，第一級(jí)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的負(fù)載可降為1.5pF，第二級(jí)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的負(fù)載可降為0.75pF，負(fù)載降低可有效降低放大電路的設(shè)計(jì)難度，減小功耗?？蓪?shí)現(xiàn)200Msps，12位以上ADC的低功耗設(shè)計(jì)。
[0037]采樣保持后的模數(shù)轉(zhuǎn)換器可分為兩路并行處理，根據(jù)設(shè)計(jì)需要，也可分為多路并行處理，屬于本實(shí)施例的簡(jiǎn)單替換，不再贅述。
[0038]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高速高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于包括:依次設(shè)置的采樣保持電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換核心電路、數(shù)據(jù)平均電路、輸出驅(qū)動(dòng)電路； 模擬信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一的采樣保持處理后將信號(hào)分為復(fù)數(shù)路輸入信號(hào)；所述模數(shù)轉(zhuǎn)核心電路具有至少一級(jí)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元中具有與所述復(fù)數(shù)路輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)個(gè)并行處理的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:所述數(shù)據(jù)平均電路將復(fù)數(shù)個(gè)并行處理的模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)進(jìn)行平均化處理，得到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元中的復(fù)數(shù)個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的平均輸出信號(hào)，以及復(fù)數(shù)個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的誤差信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高速高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:所述平均輸出信號(hào)輸入所述輸出驅(qū)動(dòng)電路中，所述誤差信號(hào)經(jīng)過(guò)最小均方算法后返回所述復(fù)數(shù)個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器中，并改變模數(shù)轉(zhuǎn)換器中可變電容的容值，從而消除復(fù)數(shù)個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的誤差信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的一種高速高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:所述模數(shù)轉(zhuǎn)核心電路包括四級(jí)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和一級(jí)全并列模數(shù)轉(zhuǎn)化器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高速高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:每一級(jí)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元包括兩個(gè)并行處理的結(jié)構(gòu)相同的2.5位次級(jí)模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述一級(jí)全并列模數(shù)轉(zhuǎn)化器為4位全并列模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高速高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:所述2.5位次級(jí)模數(shù)轉(zhuǎn)換器包括3個(gè)比較電路，所述復(fù)數(shù)路輸入信號(hào)中的一路通過(guò)所述比較電路后轉(zhuǎn)化為3組溫度計(jì)碼數(shù)字信號(hào)并通過(guò)編碼轉(zhuǎn)換后成為二進(jìn)制編碼后輸出信號(hào)至所述數(shù)據(jù)平均電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高速高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:所述2.5位次級(jí)模數(shù)轉(zhuǎn)換器包括3個(gè)可變電容；通過(guò)改變可變電容的容值，消除同一級(jí)中兩個(gè)2.5位次級(jí)模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間的誤差。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種高速高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，包括：依次設(shè)置的采樣保持電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換核心電路、數(shù)據(jù)平均電路、輸出驅(qū)動(dòng)電路；模擬信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一的采樣保持處理后將信號(hào)分為復(fù)數(shù)路輸入信號(hào)；所述模數(shù)轉(zhuǎn)核心電路具有至少一級(jí)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元中具有與所述復(fù)數(shù)路輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)個(gè)并行處理的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。本實(shí)用新型所提供一種高速高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，降低了模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中對(duì)放大電路的增益和工作帶寬的要求，減小了系統(tǒng)功耗，降低了設(shè)計(jì)難度。
【IPC分類】H03M1-10
【公開(kāi)號(hào)】CN204597936
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520219084
【發(fā)明人】林海軍
【申請(qǐng)人】廈門市迅芯電子科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年4月13日