器堆 620-8 (1)至620-8 (8)，并且被用作图5中的电容器堆580-1至580-8。因此，剩下的3个 MSB位（位4、位5以及位6)连接单元电容堆620-8(1)至620-8 (8)，如区域730中的项的 每个。
[0058] 类似地，图7F-7H代表为剩下的3个MSB位分别产生第二、第三以及第四SARADC 输出的电容器选择。然而，为了简洁，在此不再进一步描述这些附图，对于本领域的普通技 术人员来说，通过阅读在此的公开，操作是明显的。
[0059] 图8A-8D分别代表产生第一、第二、第三以及第四SARADC输出的网格内的示例电 容器堆的配置。
[0060] 根据图7A-7H产生的4个6位输出（第一、第二、第三以及第四SARADC输出）被 平均。4个6位数字码的平均可以通过已知方法来执行。
[0061] 由于每次（迭代）改组电容器堆的同时多次产生输出数字码，由电容器的失配 导致的误差被消除或者至少在某种情况下被减小。以下进一步描述当6个MSB位值是 100000 (位1至位6)时，电容器失配被消除的方式。
[0062] 如以上所描述的，图7A和图7E在路径501上产生与电容比率1成比例的模拟电 压，该电容比1在下面给出：
[0063]
【主权项】
1. 一种方法，其包括： 产生一组中间位； 根据来自逐次逼近寄存器即SAR模数转换器即ADC中的多个电容器的第一组代表性电 容器，将该组中间位转换为第一中间模拟值； 根据来自所述SAR ADC中的所述多个电容器的第二组代表性电容器，将该组中间位转 换为第二中间模拟值；以及 根据所述第一中间模拟值和所述第二中间模拟值产生多个数字码位，其中所述第二组 代表性电容器和所述第一组代表性电容器中多于一个电容器不相同。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述多个电容器进一步包括等电容值的多个电容 器组，其中每个所述电容器组被设置在半导体管芯上的不同位置，并且所述第一组代表性 电容器和所述第二组代表性电容器通过将电容器组耦合至参考电压来形成。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中所述第二组代表性电容器通过在不同位置处使用 同一电容值的电容器堆替换所述第一组代表性电容器中的至少一个电容器堆来形成。
4. 根据权利要求3所述的方法，其进一步包括通过等效于该组中间位的一组测温码位 来选择所述第一组代表性电容器和所述第二组代表性电容器。
5. 根据权利要求4所述的方法，其进一步包括： 从所述第一中间模拟值产生第一组数字输出位； 从所述第二中间模拟值产生第二组数字输出位；以及 产生所述多个数字码位作为所述第一组数字输出位和所述第二组数字输出位的平均。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中产生所述多个数字码位进一步包括： 通过比较所述第一中间模拟值和所述模拟样本产生所述第一组数字输出位； 通过比较所述第二中间模拟值和所述模拟样本产生所述第二组数字输出位；以及 将所述第一组数字输出位和第二组数字输出位相加，由于相加，从而形成数目大于所 述第一组数字输出中的位的数目或者第二组数字输出中的位的数目的数字码位。
7. 根据权利要求1所述的方法，其进一步包括： 通过将所述第一组代表性电容器耦合至一个参考值并且将所述多个电容器中的剩余 电容器耦合至第二参考值来形成第一电容比；以及 通过将所述第二组代表性电容器耦合至一个参考值并且将所述多个电容器中的剩余 电容器耦合至第二参考值来形成第二电容比，其中所述第二组代表性电容器被选择，使得 当对第一比率和第二比率进行平均时，由所述第一组代表性电容器中的一个或多个电容器 之间的失配引起的第一比率中的误差被减小。
8. -种将模拟样本转换成多个数字码位的集成电路，其包括： 二维电容器阵列，其物理上横跨所述集成电路而展开； 数模转换器即DAC，其根据来自所述二维电容器阵列的第一组代表性电容器，将一组中 间数字位转换成第一中间模拟值，并且根据来自所述二维电容器阵列的第二组代表性电容 器，将所述该组中间数字位转换成第二中间模拟值； 比较器，所述比较器将所述第一中间模拟值与所述模拟样本进行比较，并且将所述第 二中间模拟值与所述模拟样本进行比较；以及 逐次逼近寄存器即SAR，其根据比较的结果确定所述多个数字码位。
9. 根据权利要求8所述的集成电路，其中所述二维电容器阵列包括相等电容值的多个 电容器堆，其中每个电容器堆通过耦合所述二维阵列中的不同位置处的电容器来形成，并 且所述第二组代表性电容器通过改变所述第一组代表性电容器中的一个或多个电容器堆 而动态地形成。
10. 根据权利要求9所述的集成电路，其进一步包括：测温解码器，所述测温解码器将 该组中间数字位解码成一组测温码位，其中所述第一组代表性电容器和第二组代表性电容 器选自该组测温码。
11. 根据权利要求10所述的集成电路，其中所述第一中间模拟值和第二中间模拟值在 两个连续的时钟周期处被顺序产生。
12. 根据权利要求11所述的集成电路，其中第二组代表性电容器通过使用位于所述二 维电容器阵列中的不同物理位置处的具有同一电容值的电容器堆来替换所述第一组代表 性电容器中的至少一个电容器堆来形成。
13. 根据权利要求9所述的集成电路，其中每个电容器堆包括来自单元电容器的二维 阵列的每行的至少一个电容器。
14. 一种在逐次逼近寄存器即SAR模数转换器即ADC中将输入模拟样本转换成精确的 N位数字码的方法，其包括： 使用来自电容器的阵列的第一物理位置的一组代表性电容器，在N个时钟周期中产生 包括K个LSB位和N-K个MSB位的第一 N位数字码； 通过替换该组代表性电容器中的代表来自不同物理位置的N-K个MSB位的至少一个电 容器来在K个时钟周期中再生K个LSB位；和 根据所述第一 N位数字码和所述再生的K个LSB位形成精确的N位数字码。
15. 根据权利要求14所述的方法，其进一步包括： 多次再生K个LSB位，同时保持N-K个MSB位不变，其中每次该组代表性电容器中的至 少一个电容器被来自不同位置的电容器替换；以及 对多个再生的K个LSB位进行平均，以形成所述精确的N位数字码。
16. -种方法，其包括： 使用相应的多个转移函数，操作多次逐次逼近寄存器即SAR模数转换器即ADC，每次将 模拟值转换成多个数字码，其中所述多个转移函数被偏移LSB值的分数；以及 将所述多个数字码相加，以形成最终的数字码，其中最终的数字码相比所述多个数字 码中的任何一个的分辨率更高。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中通过调节施加到所述SARADC的阈值电压来获取 所述多个转移函数的每个转移之间的偏移。
18. 根据权利要求17所述的方法，其进一步包括： 产生所述多个数字码中的第一数字码；以及 通过再生部分所述第一数字码而保持剩余部分相同来产生所述多个数字码中的随后 的一个或多个数字码。
19. 根据权利要求18所述的方法，其中部分数字码通过改变该组代表性电容器中的代 表所述第一数字码的其他部分的至少一个电容器而被再生。
20. -种将模拟样本转换成多个数字码位的逐次逼近寄存器即SAR模数转换器即ADC， 其包括： 二维电容器阵列，其物理上横跨所述集成电路而展开，其中所述二维电容器阵列包括 相等电容值的多个电容器堆，其中每个电容器堆通过耦合所述二维阵列中的不同位置处的 电容器来形成，其中每个电容器堆包括来自单元电容器的二维阵列的每行的至少一个电容 器； 数模转换器即DAC，其根据来自所述二维电容器阵列的第一组代表性电容器，将一组中 间数字位转换成第一中间模拟值，并且根据第二组代表性电容器，将该组中间数字位转换 成第二中间模拟值，所述第二组代表性电容器通过替换所述二维电容器阵列中的所述第一 组代表性电容器中的一个或多个电容器堆具有来自不同物理位置的同一电容值来形成，其 中所述第一中间模拟值和第二中间模拟值在两个连续时钟周期处被顺序转换，其中测温解 码器将该组中间数字位解码成一组测温码位，其中所述第一组代表性电容器和第二组代表 性电容器选自该组测温码； 比较器，所述比较器将所述第一中间模拟值与所述模拟样本进行比较，并且将所述第 二中间模拟值与所述模拟样本进行比较；以及 逐次逼近寄存器即SAR，其根据比较的结果确定所述多个数字码位。
【专利摘要】本发明在一个方面，SAR ADC的位的中间组根据第一组代表性电容器和第二组代表性电容器被分别转换成第一中间模拟值和第二中间模拟值。在第一组和第二组中至少有一个电容器选自不同。SAR ADC输出码根据第一和第二中间模拟值被产生。在另一方面，N位SAR ADC的分辨率通过相应地使用一个以上的转移函数操作N位SAR ADC产生多个N位数字码而被增强。每个转移函数被选择以使其偏移最低有效位(LSB)值的分数。多个N位数字码接着被相加以形成P位数字码，以使P由于相加大于N。
【IPC分类】H03M1-38
【公开号】CN104604142
【申请号】CN201380046693
【发明人】S·亚纳基曼, M·E·保罗
【申请人】德克萨斯仪器股份有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2013年9月9日
【公告号】US8766839, US20140070968, WO2014039956A1