本公開大體上是針對用于數(shù)據(jù)轉換的電路系統(tǒng)。在一個方面中，本公開大體上涉及模/數(shù)轉換器(adc)系統(tǒng)。

背景技術：

1、在電子器件中，模/數(shù)轉換器(adc、a/d或a到d)是將模擬信號轉換成數(shù)字信號的系統(tǒng)。逐次逼近寄存器(sar)adc是廣泛采用的類型的模/數(shù)轉換器，其提供低功率、中等速度、從適度到高的分辨率、最小有源模擬電路、小管芯大小、低時延和高可再用性。在操作中，sar?adc經(jīng)由二分搜索將連續(xù)模擬波形轉換成離散數(shù)字表示。例如，12位sar?adc將模擬輸入電壓轉換成12位二進制表示。sar?adc使用二分搜索原理操作，其中adc針對分辨率的每一位做出決策以收斂到用于每一模/數(shù)轉換的數(shù)字輸出。sar?adc包括在具有sar邏輯的反饋回路中連接的數(shù)/模轉換器(“dac”)和比較器。dac可由例如電容器和/或電阻器等二進制加權元件陣列形成。在cmos實施方案中，dac通常以電容器陣列實施，因為對于給定區(qū)域，電容器的特征是比電阻器更少的失配誤差、更快的穩(wěn)定時間和更少的電流消耗，從而允許更高分辨率、更高速度和更低功率。每一二進制加權元件對應于對應二進制表示的二進制數(shù)字。為了生成12位二進制表示，dac可包括十二個二進制加權元件和虛設或終端元件，但dac也可以使用元件的其它加權方案，例如加權方案的非基2(non-radix-2)或一元或組合。

2、在模/數(shù)轉換期間，sar?adc使用采樣階段對dac處的輸入電壓進行采樣，且在比較階段期間，dac元件用以逐次逼近輸入電壓。在每一逐次逼近步驟，sar邏輯將比較器輸出存儲于輸出寄存器處，作為提供模擬輸入電壓的數(shù)字表示的數(shù)字字。

3、雖然sar?adc提供至多約12位的良好性能，但存在超出12位的顯著限制，其中dac元件匹配以及比較器和前置放大器噪聲會減損信號對噪聲和失真比(“sndr”)性能。另外，現(xiàn)有dac存在其它性能限制，其具有減少的輸入范圍和/或增益誤差，會使sndr性能降級。過采樣技術可僅改進adc準確性且在使用動態(tài)元件匹配的情況下減少來自dac元件匹配的sndr損失，但由于邏輯復雜性和成本，很少在多于4至5個最高有效位上使用動態(tài)元件匹配(dem)。

4、如從前文可見，用于快速且有效地執(zhí)行模/數(shù)轉換的現(xiàn)有sar?adc解決方案實際上是極困難的，這是因為難以平衡提供高效、低復雜性sar?adc的設計約束與執(zhí)行高速模/數(shù)轉換的性能需求。在參考隨附圖式和詳細描述審閱本技術的其余部分之后，常規(guī)工藝和技術的其它限制和缺點對于本領域的技術人員來說將變得顯而易見。

技術實現(xiàn)思路

1、現(xiàn)在應了解，已提供用于控制逐次逼近寄存器(sar)模/數(shù)轉換器(adc)的設備、方法、程序代碼和系統(tǒng)，所述逐次逼近寄存器模/數(shù)轉換器包括數(shù)/模轉換器(dac)、比較器和逐次逼近寄存器(sar)電路系統(tǒng)。所公開的dac被連接且配置成從dac反饋控制信號產(chǎn)生輸出電壓，且包括具有底部和頂部電容器板的多個最高有效位(msb)電容器。在選定實施例中，所述多個msb電容器是以具有底部和頂部電容器板的一個或多個二進制電容器進行編碼。所公開的dac還包括具有底部和頂部電容器板的多個最低有效位(lsb)電容器。在選定實施例中，所述多個lsb電容器是以具有底部和頂部電容器板的一個或多個二進制電容器進行編碼。dac還包括具有底部和頂部電容器板的失配誤差整形電容器，其中所述失配誤差整形電容器連接于所述多個lsb電容器與所述多個msb電容器之間的位位置中。dac還包括第一組開關以耦合所述多個msb電容器和失配誤差整形電容器的底部電容器板以響應于第一dac反饋控制信號而接收模擬輸入電壓、高參考電壓或低參考電壓，其中高參考電壓大于低參考電壓。在選定實施例中，第一組開關中的每一開關是三態(tài)開關，用于響應于第一dac反饋控制信號而將所述多個msb電容器或失配誤差整形電容器的底部電容器板選擇性地連接到模擬輸入電壓、高參考電壓或低參考電壓。dac還包括第二組開關以耦合所述多個lsb電容器的底部電容器板以響應于第二dac反饋控制信號而接收高參考電壓或低參考電壓。在選定實施例中，第二組開關中的每一開關是雙態(tài)開關，用于響應于第二dac反饋控制信號而將所述多個lsb電容器的底部電容器板選擇性地連接到高參考電壓或低參考電壓。在其它選定實施例中，第二組開關響應于第二dac反饋控制信號而耦合所述多個lsb電容器的底部電容器板以接收對應于來自先前sar轉換循環(huán)的失配誤差值的高參考電壓或低參考電壓。所公開的比較器具有經(jīng)耦合以從dac接收輸出電壓的第一輸入、第二輸入、以及基于第一輸入與第二輸入之間的電壓差的比較輸出。所公開的sar電路系統(tǒng)具有經(jīng)耦合以接收比較輸出的輸入，和用以提供對應于模擬輸入電壓的數(shù)字表示的數(shù)字值的輸出，其中sar電路系統(tǒng)被配置成通過提供到第二組開關的第二dac反饋控制信號在當前采樣循環(huán)期間將來自先前sar轉換循環(huán)的失配誤差值反饋到所述多個lsb電容器。在選定實施例中，sar電路系統(tǒng)被配置成通過使用失配誤差整形電容器對dac中的所述多個lsb電容器的等效電荷進行采樣，來執(zhí)行dac中的最低有效位的失配誤差整形。在其它選定實施例中，sar電路系統(tǒng)被配置成控制第二組開關以在每一采樣循環(huán)與每一后續(xù)轉換循環(huán)之間將所述多個lsb電容器的底部電容器板耦合到低參考電壓。在其它選定實施例中，在每一轉換循環(huán)時配置sar電路系統(tǒng)以從數(shù)字值減去來自對應于所述多個lsb電容器的預定數(shù)目的最低有效位的失配誤差值以產(chǎn)生模擬輸入電壓的最終數(shù)字表示，其中失配誤差值是在先前轉換循環(huán)期間確定的。在選定實施例中，失配誤差整形電容器具有電容，所述電容的大小等于所述多個lsb電容器的電容的總和。在選定實施例中，dac是作為具有第一和第二縮放電容器板的縮放電容器的分段式dac，其中第一縮放電容器板連接到所述多個msb電容器的頂部電容器板且第二縮放電容器板連接到所述多個lsb電容器的頂部電容器板，且其中失配誤差整形電容器的頂部電容器板連接到第一縮放電容器板和所述多個msb電容器的頂部電容器板。在此類實施例中，失配誤差整形電容器的電容近似等于通過縮放電容器所見的所述多個lsb電容器的電容的總和。在選定實施例中，dac進一步包括具有底部和頂部電容器板的終端電容器，其中終端電容器的頂部電容器板連接到第二縮放電容器板和lsb電容器的頂部電容器板，且終端電容器的底部電容器板連接到第二組開關。

2、在另一形式中，提供一種sar?adc方法、設備、程序代碼和系統(tǒng)。所公開的方法包括將模擬輸入電壓和失配誤差整形代碼電壓值提供到分裂電容器數(shù)/模轉換器(dac)，所述分裂電容器數(shù)/模轉換器包括具有以一個或多個第一電容器編碼的一個或多個msb的最高有效位(msb)子dac、具有以一個或多個第二電容器編碼的一個或多個lsb的最低有效位(lsb)子dac、耦合到msb子dac的失配誤差整形電容器、和耦合于lsb與msb子dac之間的縮放電容器。另外，所公開的方法包括在msb子dac的第一電容器和失配誤差整形電容器上發(fā)起模擬輸入電壓的底板采樣，其中l(wèi)sb子dac的所述一個或多個第二電容器接收失配誤差整形代碼電壓值。在選定實施例中，失配誤差整形代碼電壓值對應于在先前sar?adc轉換循環(huán)期間從數(shù)字值捕獲的lsb結果。在選定實施例中，通過將共模電壓連接到msb子dac的第一電容器和失配誤差整形電容器的頂部電容器板來發(fā)起底板采樣。所公開的方法還包括結束模擬輸入電壓的底板采樣。另外，所公開的方法包括通過復位lsb子dac的所述一個或多個第二電容器而發(fā)起注入階段。在選定實施例中，通過將低參考電壓連接到分裂電容器dac的底部電容器板而發(fā)起注入階段，所述分裂電容器dac復位lsb子dac的所述一個或多個第二電容器。所公開的方法還包括使用分裂電容器dac的輸出執(zhí)行比較以提供當前sar?adc轉換循環(huán)的比較輸出。另外，所公開的方法包括對比較輸出執(zhí)行逐次逼近以將表示輸入電壓的數(shù)字值提供到分裂電容器dac。所公開的方法還包括從所述數(shù)字值捕獲當前l(fā)sb結果以用于后續(xù)saradc轉換循環(huán)。另外，所公開的方法包括通過從數(shù)字值減去從先前sar?adc轉換循環(huán)捕獲的lsb結果而對數(shù)字值執(zhí)行失配誤差整形。在選定實施例中，msb子dac的第一電容器和lsb子dac的第二電容器各自分別以一個或多個二進制電容器進行編碼。在其它選定實施例中，分裂電容器dac還包括耦合到lsb子dac的終端電容器。

3、在又一形式中，提供一種sar?adc設備、方法、程序代碼和系統(tǒng)，其包括第一和第二dac、差分比較器和sar電路系統(tǒng)。第一dac被配置成接收第一輸入電壓信號、高電壓參考和低電壓參考，且從其中產(chǎn)生第一dac輸出。另外，第一dac包括具有以一個或多個第一電容器編碼的一個或多個msb的第一msb子dac、具有以一個或多個第二電容器編碼的一個或多個lsb的第一lsb子dac、以及耦合到第一msb子dac的第一失配誤差整形電容器。第二dac被配置成接收第二輸入電壓信號、高電壓參考和低電壓參考，且從其中產(chǎn)生第二dac輸出。另外，第二dac包括具有以一個或多個第一電容器編碼的一個或多個msb的第二msb子dac、具有以一個或多個第二電容器編碼的一個或多個lsb的第二lsb子dac、以及耦合到第二msb子dac的第二失配誤差整形電容器。差分比較器具有經(jīng)耦合以從第一dac接收第一dac輸出的第一輸入、經(jīng)耦合以從第二dac接收第二dac輸出的第二輸入、和比較器輸出。另外，差分比較器被配置成在比較器輸出處產(chǎn)生第一和第二dac輸出的差分比較。sar電路系統(tǒng)具有經(jīng)耦合以接收比較器輸出的輸入。另外，sar電路系統(tǒng)被配置成提供對應于第一模擬輸入電壓與第二模擬輸入電壓之間的差的數(shù)字表示的數(shù)字值。另外，sar電路系統(tǒng)被配置成將控制信號反饋到第一dac和第二dac。響應于控制信號，第一dac在第一msb子dac的第一電容器和第一失配誤差整形電容器上發(fā)起第一模擬輸入電壓的第一dac底板采樣，同時第一lsb子dac的所述一個或多個第二電容器接收第一失配誤差整形代碼電壓值。另外，控制信號致使第二dac在第二msb子dac的第一電容器和第二失配誤差整形電容器上發(fā)起第二模擬輸入電壓的第二dac底板采樣，同時第二lsb子dac的所述一個或多個第二電容器接收第二失配誤差整形代碼電壓值。隨后，控制信號結束在第一dac和第二dac處的第一和第二模擬輸入電壓的第一和第二dac底板采樣。隨后，控制信號致使第一dac和第二dac通過復位第一和第二lsb子dac的所述一個或多個第二電容器而發(fā)起第一dac和第二dac中的注入階段。隨后，差分比較器執(zhí)行第一和第二dac輸出的差分比較以在比較器輸出處提供當前sar?adc轉換循環(huán)的差分比較。隨后，sar電路系統(tǒng)對差分比較執(zhí)行逐次逼近以提供數(shù)字值。一旦sar轉換完成，就從數(shù)字值捕獲當前l(fā)sb結果以用于后續(xù)sar?adc轉換循環(huán)。另外，通過從數(shù)字值減去從先前saradc轉換循環(huán)捕獲的lsb結果而對數(shù)字值執(zhí)行失配誤差整形。在選定實施例中，第一和第二msb子dac的第一電容器以及第一和第二lsb子dac的第二電容器各自分別是以一個或多個二進制電容器進行編碼。在其它選定實施例中，第一dac可包括耦合到第一lsb子dac的第一終端電容器，且第二dac可包括耦合到第二lsb子dac的第二終端電容器。