模数转换方法以及模数转换装置的制作方法

专利名称：：模数转换方法以及模数转换装置的制作方法
技术领域：
：本发明是关于一种模数转换方法以及模数转换装置，特别是关于一种可以实现高速模数转换且不降低精度的模数转换方法以及模数转换装置。
背景技术：
：根据现有技术，一种具有高精度的模数转换器(analog-to-digitalconverter,以下简称ADC)通常需要用高度复杂的电路来实现。此外，高精度ADC的模数转换速率通常很低，无法满足许多应用的需求。为了实现一种高速且低复杂度的ADC，传统的方法通常是利用一个高精度的低速ADC作为工具，来校正具有低复杂度的ADC。然而，使用传统的方法需要昂贵的工具制造成本以及人工费用。因此，需要一种降低工具制造成本以及人工费用的新方法。
发明内容为解决以上技术问题，本发明提供了一种可以实现高速模数转换且不降低精度的模数转换方法以及模数转换装置。本发明提供了一种模数转换方法，包含接收多个流水线型ADC(pipelinedanalog-to-digitalconverter)的多个数字输出；以及对数字输出执行数字计算，来产生校正数字输出。其中，多个流水线型ADC对同一个模拟信号执行模数转换。本发明另提供了一种模数转换装置，包含数字模块，接收多个流水线型ADC的多个数字输出，其中，多个流水线型ADC对同一个模拟信号执行模数转换。此外，数字模块包含分别对应于多个流水线型ADC的多个数字计算路径，其中，每一个对应于多个流水线型ADC中的相关流水线型ADC的数字计算路径电连接于所述相关流水线型ADC。另外，数字模块对数字输出执行数字计算，来产生校正数字输出。本发明提供的模数转换方法以及模数转换装置，可以在不降低模数转换的精度的情况下实现高速的模数转换，并且由于不需要借助高精度的低速ADC作为工具，从而可以降低以上所述的相关成本以及费用。图1是根据本发明第一实施方式的实现高速模数转换且不降低精度的模数转换装置的示意图。图2是根据本发明另一实施方式的实现高速模数转换且不降低精度的模数转换方法的流程图。图3是由图2所示的模数转换方法所利用的第一残余模式的实例示意图。图4是由图2所示的模数转换方法所利用的第二残余模式的实例示意图。图5是由图2所示的模数转换方法所利用的第三残余模式的实例示意图。图6是由图2所示的模数转换方法所利用的第四残余模式的实例示意图。6图7是根据本发明实施方式的图2所示的模数转换方法所利用的线性误差分析模型的实例示意图。图8是根据本发明实施方式的图2所示的模数转换方法所利用的非线性误差分析模型的实例示意图。图9是失真误差近似的实例示意图。图10是根据本发明实施方式的相关实际曲线及其补偿曲线的实例示意图。图11是根据本发明实施方式的PWL补偿机制的特定实现细节的实例示意图。具体实施例方式在本说明书以及权利要求书当中使用了某些词汇来指代特定的元件。本领域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及权利要求并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的"包含"是一个开放式的用语，因此应解释成"包含但不限定于"。另外，"耦接"一词在此包含任何直接以及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表第一装置可以直接电气连接于第二装置，或通过其它装置或连接手段间接地电气连接至第二装置。请参考图1，图1是根据本发明第一实施方式的实现高速模数转换且不降低精度的模数转换装置100的示意图。装置100包含模拟级(analogstage)，模拟级包含取样及保持放大器(sampleandholdamplifier,以下简称为SHA)112以及多个流水线型ADC，例如可以是两个流水线型ADC，即具有{GAi，PA}的流水线型ADC114A以及具有{GBi，PB}的流水线型ADC114B。此外，装置100进一步包含数字模块(digitalmodule)，数字模块包含分别对应于多个流水线型ADC的多个数字计算路径(digitalcalculationpath)，其中，每一个对应于多个流水线型ADC中的相关流水线型ADC(associatepipelinedADC)的数字计算路径电连接于(electricallyconnected)所述相关流水线型ADC。另外，装置100进一步包含差分计算单元(differencecalculationunit)150以及平均单元160，其中，差分计算单元150以及平均单元160是多个数字计算路径的下一级。在此实施方式中，图1所示的多个流水线型ADC的数量是两个，且数字模块包含对应于流水线型ADC114A的第一数字计算路径，且进一步包含对应于流水线型ADC114B的第二数字计算路径。此仅用来说明本发明的原理，而并非用来限定本发明。根据本发明实施方式所作的变化，多个流水线型ADC的数量可以是多于两个，且数字模块包含分别对应于多个流水线型ADC的多个数字计算路径。根据此实施方式，每一个对应于多个流水线型ADC中的相关流水线型ADC的数字计算路径包含估计单元(estimationunit)，适应处理单元(ad即tiv印rocessingunit)，以及数字代码组合单元(digitalcodecombinationunit)，其中，适应处理单元可以是最小均方(LeastMeanSquare,以下简称为LMS)适应处理单元(例如，图1所示的LMS区130A以及LMS区130B)。举例说明，如上所述的第一数字计算路径包含估计单元(例如，图1所示的估计区120A)，LMS适应处理单元(例如，图1所示的LMS区130A)，以及数字代码组合单元(例如，图1所示的数字代码组合单元140A)。此外，如上所述的第二数字计算路径包含估计单元(例如，图1所示的估计区120B)，LMS适应处理单元(例如，图1所示的LMS区130B)，以及数字代码组合单元(例如，图1所示的数字代码组合单元140B)。更具体地，在这个实施方式中，估计区120A包含线性估计子单元122A(用于线性误差估计)，以及非线性估计子单元124A(用于分段线性(piecewiselinear,以下简称为PWL)非线性误差估计)，而LMS区130A包含分别对应于线性估计子单元122A以及非线性估计子单元124A的线性LMS适应处理子单元132A(如图1所示的"LMS_GD,Ai")以及非线性LMS适应处理子单元134A(如图1所示的"LMS—p。,a")。类似地，估计区120B包含线性估计子单元122B(用于线性误差估计)，以及非线性估计子单元124B(用于PWL非线性误差估计)，而LMS区130B包含分别对应于线性估计子单元122B以及非线性估计子单元124B的线性LMS适应处理子单元132B(如图1所示的"LMS—G。,m")以及非线性LMS适应处理子单元134B(如图1所示的"LMS—p。,b")。如图1所示，数字模块被划分为各个单元或区，其中，一些单元或区进一步被划分为各个子单元。此仅用来说明本发明的原理，而并非用来限定本发明。根据本发明实施方式所做的变化，数字模块中的至少一部分可以被集成到同一个单元或区或者被集成到同一个子单元。例如，数字模块的多个单元或区中的一部分可以被集成到同一个单元或区。另举一例，数字模块的多个子单元中的一部分可以被集成到同一个子单元。此外，数字模块中的至少一部分可由执行程序代码的硬件电路及/或控制器来实现。例如，数字模块中的至少一部分可以由执行只读存储器(readonlymemory，以下简称为ROM)代码的控制器来实现。此仅用来说明本发明的原理，而并非用来限定本发明。根据本发明实施方式所作的一种变化，数字模块中的至少一部分可以由执行软件代码的微处理器单元(microprocessingunit,MPU)来实现。根据本发明实施方式所做的另一种变化，数字模块中的至少一部分可以由执行固件代码(firmwarecode)的微控制器单元(microcontrol皿it，MCU)来实现。图2是根据本发明另一实施方式的实现高速模数转换且不降低精度的模数转换方法的流程图。图2所示的模数转换方法可以应用于装置100中，更具体地，可以应用于以上所述的数字模块中。另外，图2所示的模数转换方法可以利用装置IOO来实现，更具体地，可以利用以上所述的数字模块来实现。图2所示的模数转换方法描述如下。在步骤910中，数字模块接收多个流水线型ADC的多个数字输出，其中，多个流水线型ADC对同一个模拟信号执行模数转换。特别地，数字模块由执行ROM代码的控制器来实现，且执行ROM代码的控制器接收流水线型ADC114A以及流水线型ADC114B的数字输出，其中，流水线型ADC114A以及流水线型ADC114B对同一个模拟信号执行模数转换。在步骤920中，数字模块对数字输出执行数字计算，来产生校正数字输出D。al。特别地，数字模块由执行步骤910中所述的ROM代码的控制器来实现，且执行ROM代码的控制器对数字输出执行数字计算，来产生校正数字输出Dcal。根据这个实施方式，SHA112对装置100的模拟输入信号Vin执行取样及保持操作，来产生用于流水线型ADC114A以及流水线型ADC114B的模拟输入信号Vin的衍生(derivative)信号，其中，流水线型ADC114A以及流水线型ADC114B对同一个模拟信号(例如，模拟输入信号Vin的衍生信号)执行模数转换。如图1所示，流水线型ADC114A以及流水线型ADC114B各自的输入电连接于所述模拟信号，且装置100利用流水线型ADC114A以及流水线型ADC114B对所述模拟信号执行模数转换。此仅用来说明本发明的原理，而并非用来限定本发明。根据本发明实施方式所做的变化，模拟输入信号Vin待用，而流水线型ADC114A以及流水线型ADC114B直接对同一个模拟信号(例如，模拟输入信号Vin)执行模数转换。请注意，流水线型ADC114A以及流水线型ADC114B在不同的残余模式(residuemode)中工作，例如，分别在模式A以及模式B中工作。举例说明，模式A以及模式B是装置100中定义的预定模式。另举一例，模式A以及模式B由从装置IOO之外接收的选择信号来选择。图3是由图2所示的模数转换方法所利用的第一残余模式的实例示意图。其中，第一残余模式可以是模式l。这里，Vin表示流水线型ADC(例如，流水线型ADC114A或流水线型ADC114B)的一个级的输入电压，且V。ut表示所述级的输出电压。在第一残余模式中，图3所示的曲线以锯齿形自左向右，且曲线的第一曲线偏移(curve-shift)以及第二曲线偏移分别位于输入电压Vin的负值(negativevalue)以及正值(positivevalue)上。图4是由图2所示的模数转换方法所利用的第二残余模式的实例示意图。其中，第二残余模式可以是模式2。在第二残余模式中，图4所示的曲线以锯齿形自左向右，且曲线的第一曲线偏移以及第二曲线偏移分别位于输入电压Vin的零值以及正值上。具体地，在第二残余模式中，第一曲线偏移以及第二曲线偏移之间关于水平轴的间隔(interval)，同第一残余模式中的第一曲线偏移以及第二曲线偏移之间关于水平轴的间隔的宽度相同。图5是由图2所示的模数转换方法所利用的第三残余模式的实例示意图。其中，第三残余模式可以是模式3。在第三残余模式中，图5所示的曲线以锯齿形自左向右，且曲线的第一曲线偏移以及第二曲线偏移分别位于输入电压Vin的负值以及零值上。具体地，在第三残余模式中，第一曲线偏移以及第二曲线偏移之间关于水平轴的间隔，同第一残余模式中的第一曲线偏移以及第二曲线偏移之间关于水平轴的间隔的宽度相同。图6是由图2所示的模数转换方法所利用的第四残余模式的实例示意图。其中，第四残余模式可以是模式4。在第四残余模式中，图6所示的曲线以锯齿形自左向右，且曲线的第一曲线偏移以及第二曲线偏移分别位于输入电压Vin的负值以及正值上。具体地，在第四残余模式中，第一曲线偏移以及第二曲线偏移之间关于水平轴的间隔，是第一残余模式中第一曲线偏移以及第二曲线偏移之间关于水平轴的间隔的宽度的两倍。如图1所示，流水线型ADC114A为"具有{GAi，PA}的流水线型ADC"，其中，GAi表示流水线型ADC114A的第i级的增益值，且PA表示流水线型ADC114A的非线性参数。这个实施方式中的流水线型ADC114A产生对应于{GAi，PA|i=1，2，...，n}(n为正整数)的数字输出。举例说明，流水线型ADC114A的数字输出包含分别对应于流水线型ADC114A的第1，2，...，n级的数字代码{DAi|i=1，2，...，n}(n为正整数)，其中，DAi表示对应于流水线型ADC114A的第i级的数字代码。类似地，流水线型ADC114B为"具有{GBi，PB}的流水线型ADC"，其中，GBi表示流水线型ADC114B的第i级的增益值，且PB表示流水线型ADC114B的非线性参数。这个实施方式中的流水线型ADC114B产生对应于{GBi，PB|i=1，2，...，n}(n为正整数)的数字输出。举例说明，流水线型ADC114B的数字输出包含分别对应于流水线型ADC114B的第1，2，...，n级的数字代码{DBii=1，2，，n}(n为正整数)，其中，DBi表示对应于流水线型ADC114B的第i级的数字代码。在这个实施方式中，数字模块用来接收多个流水线型ADC(例如，流水线型ADC114A以及流水线型ADC114B)的多个数字输出，且用来对多个数字输出执行数字计算，来产生校正数字输出D。al。更具体地，以上所述的第一数字计算路径以及第二数字计算路径用来分别接收流水线型ADC114A以及流水线型ADC114B的数字输出，且相应的执行大部分数字计算，差分计算单元150用来计算第一数字计算路径以及第二数字计算路径的各自输出DA,。ut及DB,。ut的最近值(latestvalue)之间的差异AX，其中，差异AX作为用于第一数字计算路径以及第二数字计算路径的误差信息。此外，平均单元160用来对第一数字计算路径以及第二数字计算路径的各自输出Df及De,。ut的最近值取平均，来产生校正数字输出D^。考虑到以上所述的大部分数字计算，第一数字计算路径以及第二数字计算路径的一些实现细节进一步描述如下。根据这个实施方式，估计单元(例如，估计区120A)用来根据分别对应于流水线型ADC114A的第1，2，...，n级的数字代码{DAii=1，2，，n}，估计对应于流水线型ADC114A的误差的系数{LEAi|i=1，2，...，n}(n为正整数)以及系数NEA。这里，LEM(LE代表LinearError,线性误差)表示对应于流水线型ADC114A的第i级的线性误差的系数，且NEJNE代表NonlinearError，非线性误差)表示对应于流水线型ADC114A的非线性误差的系数。更具体地，线性估计子单元122A根据数字代码{DAi|=1，2，...，n}估计系数{LEAiIi=1，2，...，n}，且非线性估计子单元124A根据数字代码{DAi|i=1，2，...，n}估计系数NEA。LMS适应处理单元(例如，LMS区130A)利用已估计的系数{LEAii=1，2，，n}以及系数NEA执行LMS适应处理。在实践中，LMS适应处理单元(例如，LMS区130A)根据差异AX执行LMS适应处理，来分别产生流水线型ADC114A的第1，2，...，n级的增益值{GAi|i=1，2，...，n{(n为正整数)的最近数字估计值{GD,Ai|i=l，2，...，n}(n为正整数)，且进一步产生流水线型ADC114A的非线性参数PA的最近数字估计值PD,A。更具体地，线性LMS适应处理子单元132A(如图1所示的"LMS—Gui")分别根据已估计的系数{LEAi|i=1，2，...，n}以及差异AX产生最近数字估计值{GD,Ai|i=l，2，...，n}。此外，非线性LMS适应处理子单元134A(如图1所示的"LMS—Pu")根据已估计的系数NEA以及差异AX产生最近数字估计值Pd,a。数字代码组合单元140A对增益值{GAiIi=1，2，...，n}的最近数字估计值{GD,AiIi=1，2，...，n}，非线性参数Pa的最近数字估计值PD,A，以及对应于流水线型ADC114A的数字输出的各自的数字代码{DAi|i=1，2，...，n}执行数字代码组合，以在以上所述的第一数字计算路径上执行校正。类似地，估计单元(例如，估计区120B)用来根据分别对应于流水线型ADC114B的第1，2，...，n级的数字代码{DBiIi=1，2，...，n}，估计对应于流水线型ADC114B的误差的系数{LEBiIi=1，2，...，n}(n为正整数)以及系数NEB。这里，LEBi表示对应于流水线型ADC114B的第i级的线性误差的系数，且NEe表示对应于流水线型ADC114B的非线性误差的系数。更具体地，线性估计子单元122B根据数字代码{DBiIi=1，2，...，n}估计系数{LEBiIi=1，2，...，n}，且非线性估计子单元124B根据数字代码{DBi|i=1，2，...，n}估计系数NEB。LMS适应处理单元(例如，LMS区130B)利用已估计的系数{LEBii=1，2，，n}以及系数NEB执行LMS适应处理。10在实践中，LMS适应处理单元(例如，LMS区130B)根据差异AX执行LMS适应处理，来分别产生流水线型ADC114B的第1，2，...，n级的增益值{GBi|i=1，2，...，n}(n为正整数)的最近数字估计值{GD,Bi|i=l，2，...，n}(n为正整数)，且进一步产生流水线型ADC114B的非线性参数PB的最近数字估计值PD,B。更具体地，线性LMS适应处理子单元132B(如图1所示的"LMS—Gui")根据已估计的系数{LEBi|i=1，2，...，n}以及差异AX分别产生最近数字估计值{GD,Bi|i=1，2，...，n}。此外，非线性LMS适应处理子单元134B(如图1所示的"LMS—P。,/)根据已估计的系数NEe以及差异AX产生最近数字估计值Pd,b。数字代码组合单元140B对增益值{GBiIi=1，2，...，n}的最近数字估计值{GD,BiIi=1，2，...，n}，非线性参数PB的最近数字估计值PD,B，以及对应于流水线型ADC114B的数字输出的各自的数字代码{DBi|i=1，2，...，n}执行数字代码组合，以在以上所述的第二数字计算路径上执行校正。在这个实施方式中，包含非线性估计以及非线性LMS适应处理。此仅用于说明本发明的原理，而并非用来限定本发明。根据本发明实施方式所做的变化，省略了非线性估计子单元124A以及非线性LMS适应处理子单元134A(如图1所示的"LMS_PD,A")，其中，这个变化中的数字代码组合单元140A对增益值{GAi|i=1，2，...，n}的最近数字估计值{GD,Ai|i=1，2，...，nh以及对应于流水线型ADC114A的数字输出的各自的数字代码{DAi|i=1，2，...，n}执行数字代码组合，以在以上所述的第一数字计算路径上执行校正。类似地，在这个变化中，省略了非线性估计子单元124B以及非线性LMS适应处理子单元134B(如图l所示的"LMS—P。,/)，其中，这个变化中的数字代码组合单元140B对增益值{GBi|i=1，2，...，n}的最近数字估计值{GD,Bi|i=1，2，...，nh以及对应于流水线型ADC114B的数字输出的各自的数字代码{DBi|i=1，2，...，n}执行数字代码组合，以在以上所述的第二数字计算路径上执行校正。为了更好地理解本发明的原理，图2所示的模数转换方法的部分细节进一步描述如下。图7是根据本发明实施方式的图2所示的模数转换方法所利用的线性误差分析模型(linearerroranalysismodel)的实例示意图。线性误差分析模型可以应用在流水线型ADC114A或流水线型ADC114B中。举例说明，线性误差分析模型应用在流水线型ADC114A中。图7所示的标号GA1以及G^表示模拟参数，例如，可以分别是{GAi|i=1}以及{GAi|i=2}。图7所示的标号GD1以及G股表示相关数字参数，例如，可以分别是{GD,Ai|i=1}及{GD,Ai|i=2}。此外，图7所示的标号D工以及D2分别表示由第1子级(sub-stage)以及第2子级所产生的数字代码。如果第1子级以及第2子级分别表示流水线型ADC114A的第l级以及第2级，则图7所示的标号D。ut表示第一数字计算路径的输出DA,。ut。另举一例，线性误差分析模型应用在流水线型ADC114B中。图7所示的标号GA1以及GA2表示模拟参数，例如，可以分别是{GBiIi=1}及{GBiIi=2}。图7所示的标号GD1以及G^表示相关数字参数，例如，可以分别是{GD,Bi|i=1}及{GD,Bi|i=2}。此外，图7所示的标号D工以及^分别表示由第l子级以及第2子级所产生的数字代码。如果第l子级及第2子级分别表示流水线型ADC114B的第1级以及第2级，则图7所示的标号D。ut表示第二数字计算路径的输出DB,。ut。根据这个实施方式，标号Vresl以及V_2表示对应于第1子级以及第2子级各自的残余量(residuevalue)。此外，从第2子级的下一子级开始的后端级(backendstage)被表示为"后端级"区，"后端级"区计算误差项(errorterm)eb以及残余量V_2的和，来产生后端数字值Db。此仅用来说明本发明的原理，而并非用来限定本发明。根据本发明实施方式所做的变化，线性误差分析模型可以合并多于两个的子级，例如，第1子级，第2子级，...，第W子级，其中，从第W子级的下一子级开始的后端级被表示为"后端级"区，"后端级"区计算误差项eb及残余量V_—w的和，来产生后端数字值Db。在此实施方式中，输出D。ut可以用以下方程来描述D。ut=D^DVGM+DbAGD^Gj...........................(1);其中，Db/(GD1*GD2)可以表示为Db/(GD1*GD2)=(1/(GD1*GD2))*(((Vin—D》*GA「D2)*GA2+eb)如果GD1=GA1以及GD2=GA2，则可以获得如下表示理想模数转换的方程D。ut=Vin+￡b/(GD1*GD2)假设GD1与GA1不相等，且GD2与GA2不相等，例如GD1=GA1*(l+e》；以及GD2=GA2*(1+e2)贝U，方程(1)可以改写如下D。ut=Di+D^(GA1*(1+e》)+Db/(GA1*GA2*(1+e卩*(1+e2))为了达到近似的目的，以上方程中的特定项可以通过使用泰勒展开式改写如下1/(GA1*(1+e》)=(1/GA1)*(1_e一e。；以及1/(GA2*(1+e2))=(1/GA2)*(1_e2+e22)所以，1/(GA1*GA2*(1+e》*(1+e2))=(1/(GA1*GA2))*(1-e「e2+ee一e2+e22)因此，方程(1)可以整理为D。ut=Di+D^(GA1*(1+e》)+Db/(GA1*GA2*(1+e卩*(1+e2))=(D2/GA1)*(1-e工+e。+(Db/(GA1*GA2))*(1-e「e2+ee一e2+e22)=(D,VGM+Db/(GA1*GA2))(D2/GA1+Db/(GA1*GA2))-(e2-(e^e2+e22))*(Db/(GA1*GA2))通过引入以下定义Dc。rrect=D^VGM+DbAG^Gj;LE丄=D2/GA1+Db/(GA1*GA2);以及LE2=Db/(GA1*GA2);方程(1)可以改写为D。ut=Dc。rrect_(￡「￡。*LE「(e2-(e浐e2+e22))*LE2.........(2)举例说明，当将线性误差分析模型应用在流水线型ADC114A中时，系数{LEAi|i=1，2，…，n}分别等于系数{LAIi=1，2，...，n}(n为正整数)。另举一例，当将线性误差分析模型应用在流水线型ADC114B中时，系数{LEBi|i=1，2，...，n}分别等于系数|i=1，2，，n}。根据这个实施方式，每一个ADC输出包含更正代码(correctcode)(例如，D。。，t)以及源于错误代码加权(wrongcodeweightings)的误差，其中，错误代码加权可以是，(l+^)以及(l+e2)。通过调整数字加权权重(weightingtaps)，例如，最近数字估计值{GD,Ai|i=1，2，...，n}以及最近数字估计值{GD,Bi|i=1，2，...，nh数字模块可以均衡多个流水线型ADC的增益值的线性误差。需注意，对于流水线型ADC114A以及流水线型ADC114B，方程(2)可以分别改写如下DA,。ut=DA,correct-"A「eA12)*LEA1-(eA2-(eA1*eA2+eA22))*LEA2;以及DB,。ut=DB,correct_(￡B1_￡B12)*LEB1_(eB2_(eB1*eB2+eB22))*LEB2.此外，这个实施方式中的差异AX可以表示为AX=DB,。ut-DA,。ut=f(LEA1，LEA2，LEB1，LEB2，eA1，EA2，eB1，eB2);其中，f表示函数。一般地，差异AX可以写作f(LEA"LEA2，…，LE紐，LEb"LEb2，…，LEBn，eA1，eA2，...，eAn，￡bi，eB2，...，ej(n为正整数)。关于以上所述的LMS适应处理，数字模块可以根据仏EiU=1，2，...，n}执行负梯度估计(negativegradientestimation)。更具体地，负梯度估计的迭代(iteration)可以根据以下方程描述Si(固)=ei(old)+U一AX*g(LEi，ejold));其中，g表示负梯度估计。图8是根据本发明实施方式的图2所示的模数转换方法所利用的非线性误差分析模型的实例示意图。这个实施方式是由图7所示的实施方式变形而来，且图7所示的部分标号同样在图8所示的非线性误差分析模型中使用。根据这个实施方式，只包含第1子级(例如，流水线型ADC114A的第1级或流水线型ADC114B的第1级)，其中，后端级从第1子级的下一子级开始。请注意，ai及a3分别表示关于第1子级的输出电压L的线性项以及非线性项。根据非线性误差分析模型，可以获得以下方程V^二a^V。「a^V;以及Vol=U其中，a^V。户项对应于图8所示的a3(.)3。对于理想后端模数转换，Db^Vrcsl.更正(correction)可以表述如下D。u,=D,+GD'*(Db十p*(V。,)3)..............................(3).其中，p*(V。^项对应于图8所示的p(.)3，13此外，对于无误差数字输出，需要满足以下条件vAQi^V。p其中，箭头符号"'"表示L的估计值；p二a^a"以及GD=a丄.非线性误差分析模型可以通过使用PWL模块简化，其中，PWL模块将一条曲线划分为几段，并通过每段对应的直线(linearline)来估计每一段的曲线，来降低计算复杂度。图9是失真误差近似(errors即proximation)的实例示意图。在图9中，垂直轴表示关于输入电压Vin的失真误差e(Vin)。请注意，图9所示的曲线下方的垂直条(verticalbar)表示如上所述的此实施方式中的PWL近似信息。在执行图9所示的误差曲线的线性近似(linearapproximation)之后，数字模块可以相应地执行误差更正(errorcorrection)。图10是根据本发明实施方式的相关的实际曲线及其补偿曲线的实例示意图。请注意，补偿曲线与实际曲线之间的垂直条分别反映图9所示的曲线下方的垂直条。下面将描述更多的细节。目标函数(也就是，非线性误差方程)可表示为GA1(X)=y=a^x+a^x3;其中，在这个实施方式中，a3<0。考虑x大于或等于l/4的情形，数字模块将GM(X)的定义域(domain)划分为三个区域(region)，例如，区域1，区域2，以及区域3。对于区域l:y=a^x，其中，1/4《x<1/2.对于区域2:y=(&1+&3/16)*又，其中，1/2《x<3/4.对于区域3:y=(ai+a3/2)*x-(a3/8)，其中，3/4《x《1.由于目标函数G^(X)的奇对称性(oddsymmetrynature)，落入区间[_l，_l/4]的x值可以经过一元负修改(unaryminusmodification)而被很好地应用于以上方程。在这个实施方式中，当x值落在-1/4和1/4之间时，因为对应的非线性误差量是可以忽略的(insignicant)，所以认为无误差。根据这个实施方式，为了使硬件实现更加容易，区域2以及区域3之间存在间断(disconti皿ty)。在实践中，间断值E^用来覆盖以上所述的间断，其中，间断值E^可以表示为Edis=(a3/64)。由于需要在误差更正中估计x值，因此需要GM(X)的反函数，Gm(X)的反函数可以表示为X寸于区域1，x=y/al;对于区域2，x=y/(ai+a3/16);以及对于区域3，x=(y+a3/8)/(ai+a3/2)图11是根据本发明实施方式的PWL补偿机制的特定实现细节的实例示意图。根据图8所示的非线性误差分析模型，图11所示的架构可以用于执行非线性误差更正。根据这个实施方式，分别对应于al及a3的多个估计值a及a在数字模块的LMS回路(图11中标示为"自LMS回路")中产生，其中，数字模块可以是以上所述的第一数字计算路径或第二数字计算路径。估计值a,及a3被输入到数字门限产生器(digitalthresholdgenerator)以及三线逼近单元(three-lineapproximationunit)，且估计值&3被进一步输入到三次查找表(cubiclookuptable)。如图11所示，来自后端模数转换(图11中标示为"自后端模数转换")的后端数字值Db被输入到三线逼近单元。更具体地，在这个实施方式中，数字门限产生器产生多个数字门限，并向三线逼近单元提供所述数字门限，其中，数字门限用来将GA1(X)的定义域划分为三个区域，例如，区域1，区域2，以及区域3。此外，三线逼近单元根据后端数字值Db以及来自数字门限产生器的数字门限执行PWL补偿机制，来产生对应于输出电压L的估计值v:。随后，三次查找表根据估计值V:以及估计值a执行查找操作，来产生估计误差E。因此，加法器将估计误差￡、3上后端数字值Db，来产生D。。rre。t，在这个实施方式中，D。。mrt表示更正代码。0129]0130]0131]0132]0133]0134]0135]0136]0137]0138]考虑到非线性误差更正，方程(3)可以表示为D。l,D)+Gd1*(Db+p*(Vol)3)=D,+(1/(a,*(1+*(Db+a3*(1+ea3)*(VQl)3)^3a,)(a3/a)*(Vol)3*:a3—Dcorrect-(Db^correctLLa|ta1丄、La射LEal=(Db/a》；以及NEa=(a3/ai)*(Vol)3.类似地，这个实施方式中的差异AX可以表示为AX=DB,。ut-DA,。ut=fn(LEA1，NEA，LEB1，NEB，￡al，3);其中，4代表函;(old)),0139]此外，相关迭代可以根据以下方程描述0140]￡"3(固)=ea,b3(old)+U*AX*gn(NEA，NEB，e0141]其中，gn表示负梯度估计。0142]与现有技术相比，本发明所提供的模数转换方法以及模数转换装置可以实现高速模数转换而不降低模数转换的精度。0143]本发明所提供的模数转换方法以及模数转换装置的另一个优势是能够用具有成本效益的方式来实现。0144]虽然本发明已经以具体实施方式揭露如上，然其并非用来限定本发明，任何本领域中的技术人员，在不脱离本发明的范围内，可以做一些改动，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的范围为准。权利要求一种模数转换方法，包含接收多个流水线型模数转换器的多个数字输出，其中，所述流水线型模数转换器对同一个模拟信号执行模数转换；以及对所述数字输出执行数字计算，来产生校正数字输出。2.根据权利要求1所述的模数转换方法，其特征在于，进一步包含提供所述流水线型模数转换器，其中，所述流水线型模数转换器各自的输入电连接于所述模拟信号；以及利用所述流水线型模数转换器对所述模拟信号执行模数转换。3.根据权利要求2所述的模数转换方法，其特征在于，所述对所述数字输出执行数字计算，来产生校正数字输出的步骤，进一步包含提供分别对应于所述流水线型模数转换器的多个数字计算路径；根据所述数字计算路径的各自输出的最近值之间的差异，对每一个对应于所述流水线型模数转换器中的相关流水线型模数转换器的数字计算路径执行适应处理，来至少产生所述相关流水线型模数转换器的多级的增益值的最近数字估计值；对于每一个对应于所述流水线型模数转换器中的所述相关流水线型模数转换器的数字计算路径，至少对所述增益值的最近数字估计值以及对应于所述相关流水线型模数转换器的相关数字输出各自的数字代码执行数字代码组合，来对所述相关流水线型模数转换器的数字计算路径执行校正，其中，所述数字代码分别对应于所述相关流水线型模数转换器的所述级；以及对所述数字计算路径各自的所述输出的最近值取平均，来产生所述校正数字输出。4.根据权利要求3所述的模数转换方法，其特征在于，所述对所述数字输出执行数字计算，来产生校正数字输出的步骤，进一步包含根据所述数字计算路径各自的所述输出的最近值之间的所述差异，对每一个对应于所述流水线型模数转换器中的所述相关流水线型模数转换器的数字计算路径执行所述适应处理，来产生所述相关流水线型模数转换器的非线性参数的最近数字估计值；对于每一个对应于所述流水线型模数转换器中的所述相关流水线型模数转换器的数字计算路径，对所述增益值的最近数字估计值、所述非线性参数的最近数字估计值、以及对应于所述相关流水线型模数转换器的所述相关数字输出各自的所述数字代码执行所述数字代码组合，来对所述相关流水线型模数转换器的数字计算路径执行校正。5.根据权利要求3所述的模数转换方法，其特征在于，所述对所述数字输出执行数字计算，来产生校正数字输出的步骤，进一步包含对于每一个对应于所述流水线型模数转换器中的所述相关流水线型模数转换器的数字计算路径，根据分别对应于所述级的所述数字代码，估计对应于所述相关流水线型模数转换器的误差的系数；以及对于每一个对应于所述流水线型模数转换器中的所述相关流水线型模数转换器的数字计算路径，利用已估计的所述系数执行所述适应处理。6.根据权利要求1所述的模数转换方法，其特征在于，所述对所述数字输出执行数字计算，来产生校正数字输出的步骤，进一步包含提供分别对应于所述流水线型模数转换器的多个数字计算路径；根据所述数字计算路径的各自输出的最近值之间的差异，对每一个对应于所述流水线型模数转换器中的相关流水线型模数转换器的数字计算路径执行最小均方适应处理，以分别至少产生所述相关流水线型模数转换器的多级的增益值的最近数字估计值；对于每一个对应于所述流水线型模数转换器中的所述相关流水线型模数转换器的数字计算路径，至少对所述增益值的最近数字估计值以及对应于所述相关流水线型模数转换器的相关数字输出各自的数字代码执行数字代码组合，以对所述相关流水线型模数转换器的数字计算路径执行校正，其中，所述数字代码分别对应于所述相关流水线型模数转换器的所述级；以及对所述数字计算路径各自的所述输出的最近值取平均，来产生所述校正数字输出。7.根据权利要求6所述的模数转换方法，其特征在于，所述对所述数字输出执行数字<计算，来产生校正数字输出的步骤，进一步包含根据所述数字计算路径各自的所述输出的最近值之间的所述差异，对每一个对应于所述流水线型模数转换器中的所述相关流水线型模数转换器的数字计算路径执行所述最小均方适应处理，来产生所述相关流水线型模数转换器的非线性参数的最近数字估计值；对于每一个对应于所述流水线型模数转换器中的所述相关流水线型模数转换器的数字计算路径，对所述增益值的最近数字估计值、所述非线性参数的最近数字估计值、以及对应于所述相关流水线型模数转换器的所述相关数字输出各自的所述数字代码执行所述数字代码组合，来对所述相关流水线型模数转换器的所述数字计算路径执行校正。8.根据权利要求6所述的模数转换方法，其特征在于，所述对所述数字输出执行数字计算，来产生校正数字输出的步骤，进一步包含对于每一个对应于所述流水线型模数转换器中的所述相关流水线型模数转换器的数字计算路径，根据分别对应于所述级的所述数字代码，估计对应于所述相关流水线型模数转换器的误差的系数；以及对于每一个对应于所述流水线型模数转换器中的所述相关流水线型模数转换器的数字计算路径，利用已估计的所述系数执行所述最小均方适应处理。9.根据权利要求1或2所述的模数转换方法，其特征在于，所述流水线型模数转换器在不同的残余模式中工作。10.—种模数转换装置，包含数字模块，接收多个流水线型模数转换器的多个数字输出，其中，所述流水线型模数转换器对同一个模拟信号执行模数转换，所述数字模块包含多个数字计算路径，分别对应于所述流水线型模数转换器，其中，每一个对应于所述流水线型模数转换器中的相关流水线型模数转换器的数字计算路径电连接于所述相关流水线型模数转换器，其中，所述数字模块对所述数字输出执行数字计算，来产生校正数字输出。11.根据权利要求10所述的模数转换装置，其特征在于，所述模数转换装置包含所述流水线型模数转换器；且所述流水线型模数转换器各自的输入电连接于所述模拟信号，以及所述模数转换装置利用所述流水线型模数转换器对所述模拟信号执行模数转换。12.根据权利要求11所述的模数转换装置，其特征在于，每一个对应于所述流水线型模数转换器中的所述相关流水线型模数转换器的数字计算路径包含适应处理单元，根据所述数字计算路径的各自输出的最近值之间的差异执行适应处理，来至少产生所述相关流水线型模数转换器的多级的增益值的最近数字估计值；以及数字代码组合单元，至少对所述增益值的最近数字估计值以及对应于所述相关流水线型模数转换器的相关数字输出各自的数字代码执行数字代码组合，来对所述相关流水线型模数转换器的数字计算路径执行校正，其中，所述数字代码分别对应于所述相关流水线型模数转换器的所述级；其中，所述数字模块进一步包含平均单元，对所述数字计算路径各自的所述输出的最近值取平均，来产生所述校正数字输出。13.根据权利要求12所述的模数转换装置，其特征在于，所述适应处理单元根据所述数字计算路径各自的所述输出的最近值之间的所述差异，执行所述适应处理，以产生所述相关流水线型模数转换器的非线性参数的最近数字估计值；以及所述数字代码组合单元，对所述增益值的最近数字估计值、所述非线性参数的最近数字估计值、以及对应于所述相关流水线型模数转换器的所述相关数字输出各自的所述数字代码执行所述数字代码组合，来对所述相关流水线型模数转换器的数字计算路径执行校正。14.根据权利要求12所述的模数转换装置，其特征在于，每一个对应于所述流水线型模数转换器中的所述相关流水线型模数转换器的数字计算路径，包含估计单元，根据分别对应于所述级的所述数字代码，估计对应于所述相关流水线型模数转换器的误差的系数，其中，对应于所述相关流水线型模数转换器的数字计算路径的所述适应处理单元利用已估计的所述系数执行所述适应处理。15.根据权利要求10所述的模数转换装置，其特征在于，每一个对应于所述流水线型模数转换器中的所述相关流水线型模数转换器的数字计算路径，包含最小均方适应处理单元，根据所述数字计算路径的各自输出的最近值之间的差异执行最小均方适应处理，来至少产生所述相关流水线型模数转换器的多级的增益值的最近数字估计值；以及数字代码组合单元，至少对所述增益值的最近数字估计值以及对应于所述相关流水线型模数转换器的相关数字输出各自的数字代码执行数字代码组合，来对所述相关流水线型模数转换器的数字计算路径执行校正，其中，所述数字代码分别对应于所述相关流水线型模数转换器的所述级，其中，所述数字模块进一步包含平均单元，对所述数字计算路径各自的所述输出的最近值取平均，来产生所述校正数字输出。16.根据权利要求15所述的模数转换装置，其特征在于，所述最小均方适应处理单元根据所述数字计算路径各自的所述输出的最近值之间的所述差异，执行所述最小均方适应处理，来产生所述相关流水线型模数转换器的非线性参数的最近数字估计值；以及所述数字代码组合单元，对所述增益值的最近数字估计值、所述非线性参数的最近数字估计值、以及对应于所述相关流水线型模数转换器的所述相关数字输出各自的所述数字代码执行所述数字代码组合，来对所述相关流水线型模数转换器的所述数字计算路径执行校正。17.根据权利要求15所述的模数转换装置，其特征在于，每一个对应于所述流水线型模数转换器中的所述相关流水线型模数转换器的数字计算路径，包含估计单元，根据分别对应于所述级的所述数字代码，估计对应于所述相关流水线型模数转换器的误差的系数，其中，对应于所述相关流水线型模数转换器的数字计算路径的所述最小均方适应处理单元，利用已估计的所述系数执行所述最小均方适应处理。18.根据权利要求10或11所述的模数转换装置，其特征在于，所述流水线型模数转换器在不同的残余模式中工作。全文摘要本发明提供了一种模数转换方法以及模数转换装置。模数转换装置包含数字模块，接收多个流水线型ADC的数字输出，其中，多个流水线型ADC对同一个模拟信号执行模数转换。此外，数字模块包含分别对应于多个流水线型ADC的多个数字计算路径，其中，每一个对应于多个流水线型ADC中的相关流水线型ADC的数字计算路径电连接于所述相关流水线型ADC。数字模块对数字输出执行数字计算，来产生校正数字输出。本发明提供的模数转换方法以及模数转换装置，不需要借助高精度的低速ADC作为工具，可以在不降低模数转换的精度的情况下实现高速的模数转换。文档编号H03M1/62GK101771414SQ20091026167公开日2010年7月7日申请日期2009年12月23日优先权日2008年12月24日发明者李泰成,洪立翰申请人:联发科技股份有限公司;李泰成