虽然本发明易受各种修改及替代形式的影响，但其特定实例实施例已在所述图式 中展示且在本文中详细描述。然而，应了解：特定实例实施例的本文中的描述不希望将本发 明限制为本文中所揭示的特定形式，但相反，本发明将涵盖如由所附权利要求书所界定的 全部修改及等效物。
【具体实施方式】
[0024] 根据各种实施例，可使用可变电压参考及固定值校正电容器来校准衰减电容器 (Ca)中的误差，借此添加另一单元元件到nDAC。优点为：nDAC元件为金属-绝缘体-金属 (MM)电容器或金属-氧化物-金属（MOM)电容器，其中这些类型电容器具有固定电容值且 寄生电容在其底板上。除添加另一单元元件到nDAC之外，另一校准DAC(cDAC)可親合到添 加到nDAC的所述单元元件的负侧。cDAC可具有与nDAC相同的数量的元件或可更少。nDAC 的DNL误差在第一若干MSB元件中较突出。因此，具有2位到3位的深校准cDAC将足以校 正衰减电容器（Ca)中的误差。cDAC接收与nDAC相同的控制信号且以类似于nDAC的方式 构造。因此，当nDAC的元件传送电荷到nDAC的顶板时，cDAC的元件也如此。因此，为第i 位元件传送的电荷将为：
[0025] nDACi*Vref+cDACi*Vref_var〇
[0026] 通过校准仅到cDAC的参考电压Vref_var，可校正衰减电容器（Ca)中的误差。
[0027] 根据各种实施例，就校正SAR操作来说，所述变化
[0028] "（nDACi*Vref+cDACi*Vref_var)的总和"
[0029] 将导致mDAC中的最低有效位（LSB)电荷变化。因此，通过使用固定电容及可变参 考电压，SARDAC的校准将更稳健且归因于PVT将具有非常小的变动。
[0030] 现参考图式，示意性地说明特定实例实施例的细节。所述图式中的相同元件由相 同数字表示，且类似元件由具有不同小写字母下标的相同数字表示。
[0031 ] 参考图3,描绘根据本发明的特定实例实施例的具有介于其mDAC与nDAC之间的衰 减电容器（Ca)及固定电容及可变电压参考的分离式电容DAC的示意图。固定值电容器320 可耦合于衰减电容器（Ca)322的顶板与可变电压参考316之间。可变电压参考316可改变 固定值电容器320上的电荷且借此补偿衰减电容器（Ca) 322中的误差。校准DAC(cDAC) 318 可结合可变电压参考316而使用或取代可变电压参考316,且在迭代式SARDAC电容切换过 程期间可因为来自SAR逻辑324的不同电荷补偿值而被编程。
[0032] 例如，根据本发明的特定实例实施例，可使用可变电压参考316及/或校准 DAC(cDAC)318。例如：当(；=160.89fF时，其必须精确到IfF。通过使用（例如但不限于） 固定MOM电容器及可变参考电压VREFM，4位cDAC可从与nDAC[6:3]相同的编码被控制，且 当使用0.02%步长时，高到±0.3%的误差（可编程）可为可校正的。
[0033]
[0034] 虽然已参考本发明的实例实施例描绘、描述且界定本发明的实施例，但此类参考 不暗示对本发明的限制，且将推断出无此限制。如受益于本发明的相关领域的一般技术人 员将设想到，可在形式及功能上对本发明的标的物进行大幅修改、替代及等效。本发明的所 描绘及所描述的实施例仅为实例，且不穷尽本发明的范围。
【主权项】
1. 一种用于校准逐次逼近寄存器SAR模/数转换器ADC的设备，其包括： 最高有效位数/模转换器mDAC，其包括多个经二进制加权的第一电容器； 较低位数/模转换器nDAC，其包括多个经二进制加权的第二电容器； 衰减电容器，其耦合于所述mDAC与所述nDAC之间； 校正电容器，其具有固定电容值，其中所述校正电容器耦合到所述衰减电容器；及 可变电压参考耦合到固定值电容器； 其中来自所述可变电压参考的电压经调整以改变用于补偿所述衰减电容器的电容值 误差的所述校正电容器上的电荷。2. 根据权利要求1所述的设备，其中所述校正电容器的第一板耦合到所述衰减电容器 且所述校正电容器的第二板耦合到所述可变电压参考。3. 根据权利要求1所述的设备，其中所述校正电容器及所述多个经二进制加权的第二 电容器为固定值金属-绝缘体-金属MIM电容器。4. 根据权利要求1所述的设备，其中所述校正电容器及所述多个经二进制加权的第二 电容器为固定值金属-氧化物-金属MOM电容器。5. 根据权利要求1所述的设备，其中所述可变电压参考的调整是可编程的。6. 根据权利要求5所述的设备，其中所述可编程可变电压参考从逐次逼近寄存器SAR 编程。7. 根据权利要求6所述的设备，其中所述SAR控制在模/数转换期间可由SAR DAC来 选择所述多个经二进制加权的第一电容器及第二电容器中的哪一者。8. 根据权利要求5所述的设备，其中所述可编程可变电压参考从用于所述校正电容器 上的多个不同电荷的所述SAR编程，以补偿所述衰减电容器的多个不同电容值误差。9. 根据权利要求8所述的设备，其中编程所述校正电容器上的所述多个不同电荷中的 哪一者取决于由所述SAR来选择所述多个经二进制加权的第一电容器及第二电容器中的 哪些者。10. -种用于校准逐次逼近寄存器SAR模/数转换器DAC的设备，其包括： 最高有效位数/模转换器mDAC，其包括多个经二进制加权的第一电容器； 较低位数/模转换器nDAC，其包括多个经二进制加权的第二电容器； 衰减电容器，其耦合于所述mDAC与所述nDAC之间； 校正电容器，其具有固定电容值，其中所述校正电容器耦合到所述衰减电容器；及 校准数/模转换器cDAC，其耦合到固定值电容器； 其中来自所述cDAC的电压经编程以改变用于补偿所述衰减电容器的电容值误差的所 述校正电容器上的电荷。11. 根据权利要求10所述的设备，其中所述校正电容器的第一板耦合到所述衰减电容 器且所述校正电容器的第二板耦合到所述cDAC。12. 根据权利要求10所述的设备，其中所述校正电容器及所述多个经二进制加权的第 二电容器为固定值金属-绝缘体-金属MIM电容器。13. 根据权利要求10所述的设备，其中所述校正电容器及所述多个经二进制加权的第 二电容器为固定值金属-氧化物-金属MOM电容器。14. 根据权利要求10所述的设备，其中所述cDAC从逐次逼近寄存器SAR编程。15. 根据权利要求14所述的设备，其中所述SAR控制在模/数转换期间由所述SAR DAC 来选择所述多个经二进制加权的第一电容器及第二电容器中的哪一者。16. 根据权利要求14所述的设备，其进一步包括耦合到所述cDAC的电压参考。17. 根据权利要求16所述的设备，其中所述电压参考是可编程的。18. 根据权利要求17所述的设备，其中所述可编程可变电压参考从所述SAR编程。19. 根据权利要求18所述的设备，其中所述可编程可变电压参考从用于所述校正电容 器上的多个不同电荷的所述SAR编程。20. 根据权利要求19所述的设备，其中编程所述校正电容器上的所述多个不同电荷中 的哪一者取决于由所述SAR来选择所述多个经二进制加权的第一电容器及第二电容器中 的哪些者。21. -种用于校准逐次逼近寄存器SAR模/数转换器DAC的方法，所述方法包括以下步 骤： 提供最高有效位数/模转换器mDAC，其包括多个经二进制加权的第一电容器； 提供较低位数/模转换器nDAC，其包括多个经二进制加权的第二电容器； 提供衰减电容器，其耦合于所述mDAC与所述nDAC之间； 提供校正电容器，其具有固定电容值，其中所述校正电容器耦合到所述衰减电容器；及 改变所述校正电容器上的电压以补偿所述衰减电容器的电容值误差。22. 根据权利要求21所述的方法，其中可变电压来自可变电压参考。23. 根据权利要求21所述的方法，其中所述可变电压来自校准数/模转换器cDAC。
【专利摘要】固定电容器耦合于衰减电容器的顶板与可变电压参考之间。可使用所述可变电压参考及所述固定校正电容器来校准所述衰减电容器中的误差。所述可变电压参考改变所述衰减电容器上的电荷且借此补偿其中的误差。校准数/模转换器可结合所述可变电压参考而使用或取代所述可变电压参考，且可因为来自SAR逻辑的不同电荷补偿值而在迭代式SAR DAC电容切换过程期间编程所述校准数/模转换器。
【IPC分类】H03M1/46, H03M1/68, H03M1/80, H03M1/10
【公开号】CN104956593
【申请号】CN201480006920
【发明人】亚杰·库马
【申请人】密克罗奇普技术公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年3月6日
【公告号】US8981973, US20140253351, WO2014138336A1