一种提高小信号ADC精度的方法和装置与流程

本发明涉及集成电路领域，特别涉及一种提高小信号adc精度的方法和装置。

背景技术：

0、技术背景

1、随着芯片集成度的提高，越来越多的系统希望芯片内部的adc实现模拟信号数字化，再通过spi/i2c进行上报，同时要求adc的尺寸尽可能的小。在现有技术方案中，n比特的adc得到n比特的数据，最低有效位lsb为1/2n；如果需要高精度的adc精度，例如当遇到大动态范围的信号需要上报时，就需要更高比特位的adc，问题是adc的比特位每增加1位，adc的面积也需要增加一倍左右，也就是更高比特位的adc会使得面积不断加大，如201710575568.x，将采样电压进行比例放大，并将所述放大后的采样电压输出至adc转换电路。该方法需要在adc输入端增加额外的器件，会导致芯片尺寸及成本的增加。目前也有通过不增加面积的方法来提高输出精度的，如201611236988.7通过分析输出误差不断调整输入误差以提高输出精度，反复调整无疑会降低输出效率。

2、另外，更高比特位的adc也意味着更高的成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种提高小信号adc精度的方法和装置，实现了不增加adc电路面积的前提下，以低成本的方式，提高小信号adc的精度。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种提高小信号adc精度的方法，所述提高精度的方法包括以下步骤：

4、s1，将模拟信号输入到n比特位的adc电路进行转换，输出adc转换值d；

5、s2，判断转换值d的输出精度，输出精度要求为k时，若d的精度符合输出精度要求，则直接跳到步骤s5输出最终数字信号；若d的精度不符合输出精度要求，则转到步骤s3；

6、s3，读取转换值d从高到低比特位的输出位取值为0的位数，记为m位(n>m≧0)，即d的前m位的取值均为0；

7、s4，根据m值调整最低有效位(lsb)；

8、s5，输出最终数字信号。

9、进一步地，所述adc转换值d包含从高到低的比特位的输出位dn,dn-1,......d2,d1，以及初始最低有效位lsb(original)。

10、进一步地，步骤s2所述输出精度k为输出比特位需求值。

11、进一步地，步骤s2所述输出精度要求判断方法为：若n-m≧k，则为符合精度要求；若n-m<k，则不符合精度要求。

12、进一步地，步骤s4所述调整最低有效位的方法为，令lsb(out)＝lsb(original)/2m-(n-k)。

13、进一步地，步骤s5所述输出最终数字信号为adc原始转换值d(n-m≧k)，或为调整后的adc转换值d(n-m<k)。

14、进一步地，所述调整后的adc转换值d(n-m<k)包含adc原始转换值d以及调整后的最低有效位lsb(out)。

15、本发明还提及一种提高小信号adc精度的装置，所述提高小信号精度的装置包括：

16、adc电路，包括n比特位，用于将输入的模拟信号转换为相应的数字信号；

17、精度分析模块，其输入端与adc输出端连接，内置判断功能，用于分析输出的转换值是否符合输出精度要求，符合要求输出端连接输出模块的输入端，不符合要求输出端连接输出值分析模块输入端；

18、输出值分析模块，其输入端与精度分析模块不符合要求输出端连接，用于分析并记录adc电路输出值从高到低的高比特位为0的位数；

19、最低有效位控制模块，其输入端与输出值分析模块的输出端相连接，其输出端连接输出模块的输入端，用于控制lsb精度，并输出到输出模块的输入端；

20、输出模块，其输入端与最低有效位控制模块的输出端相连接，用于输出符合精度要求的最终数字信号。

21、本发明的有益效果在于：

22、1、信号最多经一次调整即可到达精度要求，且可一次性提高多个比特位的精度，提升了提高精度效率。

23、2、用低成本的方式实现了高比特位的精度要求。

24、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

技术特征：

1.一种提高小信号adc精度的方法，其特征在于，所述提高精度的方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述提高小信号adc精度的方法，其特征在于，所述adc转换值d包含从高到低的比特位的输出位dn,dn-1,......d2,d1，以及初始最低有效位lsb(original)。

3.根据权利要求1所述提高小信号adc精度的方法，其特征在于，所述输出精度k为输出比特位需求值。

4.根据权利要求1所述提高小信号adc精度的方法，其特征在于，所述输出精度要求判断方法为：若n-m≧k，则为符合精度要求；若n-m<k，则不符合精度要求。

5.根据权利要求1所述提高小信号adc精度的方法，其特征在于，所述调整最低有效位的方法为，令lsb(out)＝lsb(original)/2m-(n-k)。

6.根据权利要求1所述提高小信号adc精度的方法，其特征在于，所述输出最终数字信号为adc原始转换值d(n-m≧k)，或为调整后的adc转换值d(n-m<k)。

7.根据权利要求6所述提高小信号adc精度的方法，其特征在于，所述调整后的adc转换值d(n-m<k)包含adc原始转换值d以及调整后的最低有效位lsb(out)。

8.一种提高小信号adc精度的装置，其特征在于，所述提高小信号精度的装置包括：

技术总结
本申请提供了一种提高小信号ADC精度的方法，所述提高精度的方法包括以下步骤：将模拟信号输入到n比特位的ADC电路进行转换，输出ADC转换值D；判断转换值D的输出精度，输出精度要求为k时，若D的精度符合输出精度要求，则直接输出最终数字信号；若D的精度不符合输出精度要求，则读取转换值D从高到低比特位的输出位取值为0的位数，记为m位(n>m≧0)，即D的前m位的取值均为0；根据m值调整最低有效位(LSB)；输出最终数字信号。本申请还提供了一种提高小信号ADC精度的装置。本发明可实现信号最多经一次调整即可到达精度要求，且可一次性提高多个比特位的精度，提升了提高精度效率，用低成本的方式实现了高比特位的精度要求。

技术研发人员：张智,袁新生,唐荣昭,庄海明,马雨晴,李运照
受保护的技术使用者：苏州芈图光电技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14