Pipeline ADC冗余校準(zhǔn)原理

PipelineADC冗余校準(zhǔn)原理PipelineADC原理概述2圖一如圖一所示，流水線ADC是將一個(gè)輸入電平分為多級(jí)低精度量化，最終實(shí)現(xiàn)總體的高精度ADC。每一級(jí)結(jié)構(gòu)都一樣，包含一個(gè)采樣保持、sub_ADC、sub_DAC、加法和運(yùn)放。輸入信號(hào)經(jīng)過子ADC后輸出本級(jí)數(shù)字量，數(shù)字量通過子DAC再輸出模擬值，與輸入信號(hào)相減后即為本級(jí)未量化的余差，然后輸入下一級(jí)進(jìn)行細(xì)量化，逐級(jí)進(jìn)行?；趨⒖茧娖绞д{(diào)的冗余校準(zhǔn)原理3

基于參考電平失調(diào)的冗余校準(zhǔn)原理4

基于參考電平失調(diào)的冗余校準(zhǔn)原理5

基于參考電平失調(diào)的冗余校準(zhǔn)原理6一旦后級(jí)出現(xiàn)“11”，如上圖所示，說明本級(jí)出現(xiàn)了參考電平正向失調(diào)的現(xiàn)象，（上圖是讓參考電平失調(diào)為可容忍的最大偏差1/4Vref）,依據(jù)本例，本級(jí)本應(yīng)輸出“11”，但是由于失調(diào)輸出了“10”，所以此時(shí)應(yīng)將本級(jí)數(shù)字碼加“1”基于參考電平失調(diào)的冗余校準(zhǔn)原理7一旦后級(jí)出現(xiàn)“00”，如上圖所示，說明本級(jí)出現(xiàn)了參考電平負(fù)向失調(diào)的現(xiàn)象，（上圖是讓參考電平失調(diào)為可容忍的最大偏差1/4Vref）,依據(jù)本例，本級(jí)本應(yīng)輸出“00”，但是由于失調(diào)輸出了“01”，所以此時(shí)應(yīng)將本級(jí)數(shù)字碼減“1”基于參考電平失調(diào)的冗余校準(zhǔn)原理8但是，根據(jù)上述原理，矯正過程既需要加法又需要減法，可以發(fā)現(xiàn)減法相當(dāng)于加上負(fù)數(shù)，我們通過人為地將參考電平和DAC輸出值進(jìn)行正向的1/4Vref的移動(dòng)，就可以消除減法，原理如下：基于參考電平失調(diào)的冗余校準(zhǔn)原理9可以看出，人為地使參考電平有一個(gè)正向的1/4Vref之后，就只剩下減法加法操作了。紅色是修改過后的數(shù)字碼代表范圍，黑色是理想情況數(shù)字碼代表范圍，紫色是每一段修正方式?；趨⒖茧娖绞д{(diào)的冗余校準(zhǔn)原理10由上圖可以看出，最左側(cè)有一個(gè)參考電平是3/4Vref，與量化量程最大值之間的差值剛好是1/4Vref（剛好是可容忍的最大參考電平失調(diào)范圍）,為了是電路面積更小，我們這里把最后一個(gè)比較器去掉，變成下圖所示：基于參考電平失調(diào)的冗余校準(zhǔn)原理11紅色表示理想值，黑色是更改之后的數(shù)