專利名稱：時(shí)間交錯(cuò)式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器及其自我校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，特別是涉及一種時(shí)間交錯(cuò)式模擬至數(shù) 字轉(zhuǎn)換器及其自我校正方法。
背景技術(shù)：
模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter, ADC)是一種很常見 的電路組件，可將模擬形式的輸入訊號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的輸出訊號(hào)，其應(yīng) 用領(lǐng)域十分廣泛，例如用于各種通訊系統(tǒng)的模擬前端當(dāng)中。對(duì)于快閃式ADC (Flash ADC )以及似快閃式ADC( Flash-like ADC ，例如折迭式ADC(Folding ADC))而言，為了加快其運(yùn)作速度，常會(huì)使用多個(gè)并聯(lián)操作、分別以不同 相位的頻率訊號(hào)來進(jìn)行取樣的子ADC (sub-ADC)來組成單一個(gè)時(shí)間交錯(cuò) 式ADC (Time-interleaved ADC )。理論上，當(dāng)所包含的子ADC的數(shù)量越多， 時(shí)間交錯(cuò)式ADC的運(yùn)作速度也會(huì)越快。
雖然時(shí)間交錯(cuò)式ADC可以提供較快的訊號(hào)轉(zhuǎn)換速度，然而卻因其包含 有多組子ADC的本質(zhì)而面臨了一些問題。舉例來說，多個(gè)子ADC之間可 能會(huì)面臨時(shí)序偏移(Timing skew)的問題，而由于如工藝上的極限等因素 而導(dǎo)致多個(gè)子ADC之間的增益不匹配(Gain mismatch )、偏移不匹配(Offset mismatch)等現(xiàn)象，也成為時(shí)間交錯(cuò)式ADC于設(shè)計(jì)時(shí)必須克服的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的之一，在于提供一種時(shí)間交錯(cuò)式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換 器的自我校正方式，以消除多個(gè)子ADC之間的增益不匹配及偏移不匹配的 現(xiàn)象。
本發(fā)明的實(shí)施例披露了 一種時(shí)間交錯(cuò)式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其包含有 一第一、 一第二子模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器、以及一校正模塊。該第一子模擬至 數(shù)字轉(zhuǎn)換器包含有 一第一電阻串，用來提供一第一組參考電位； 一第一 組前置放大單元，耦接于該第一電阻串以及一輸入訊號(hào)線，用來放大該第一組參考電位中的每一與該輸入訊號(hào)線上的一輸入電位間的差異以產(chǎn)生一
第一組放大訊號(hào)；以及一第一數(shù)字值決定模塊，耦接于該第一組前置放大
單元，用來依據(jù)該第一組放大訊號(hào)產(chǎn)生一第一數(shù)字值。該第二子模擬至數(shù)
字轉(zhuǎn)換器包含有 一第二電阻串，用來提供一第二組參考電位； 一第二組 前置放大單元，耦接于該第二電阻串以及該輸入訊號(hào)線，用來放大該第二 組參考電位中的每一與該輸入訊號(hào)線上的該輸入電位間的差異以產(chǎn)生一第 二組放大訊號(hào)；以及一第二數(shù)字值決定模塊，耦接于該第二組前置放大單 元，用來依據(jù)該第二組放大訊號(hào)產(chǎn)生一第二數(shù)字值。該校正模塊則包含有 一切換模塊，耦接于該第一電阻串以及該輸入訊號(hào)線，用來選擇性地將該 第一組參考電位中的一個(gè)提供至該輸入訊號(hào)線上；以及一校正引擎，耦接 于該第一、第二組前置放大單元以及該第一、第二數(shù)字值決定模塊，用來 依據(jù)該第一數(shù)字值來校正該第一組前置放大單元以及依據(jù)該第二數(shù)字值來 校正該第二組前置放大單元。
本發(fā)明的實(shí)施例還披露了 一種時(shí)間交錯(cuò)式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其包含 有一第一、 一第二子模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器、以及一校正模塊。該第一子模擬 至數(shù)字轉(zhuǎn)換器包含有 一第一電阻串，用來提供一第一組參考電位； 一第 一組前置放大單元，耦接于該第一電阻串以及一輸入訊號(hào)線，用來放大該 第一組參考電位中的每一與該輸入訊號(hào)線上的一輸入電位間的差異以產(chǎn)生 一第一組放大訊號(hào)； 一第一組比較單元，耦接于該第一組前置放大單元， 用來依據(jù)該第一組放大訊號(hào)產(chǎn)生一第一組比較結(jié)果訊號(hào)；以及一第一編碼 單元，耦接于該第一組比較單元，用來依據(jù)該第一組比較結(jié)果訊號(hào)產(chǎn)生一 第一數(shù)字值。該第二子模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器包含有 一第二電阻串，用來提 供一第二組參考電位； 一第二組前置放大單元，耦接于該第二電阻串以及 該輸入訊號(hào)線，用來放大該第二組參考電位中的每一與該輸入訊號(hào)線上的 該輸入電位間的差異以產(chǎn)生一第二組;故大訊號(hào)； 一第二組比4交單元，耦4妄 于該第二組前置放大單元，用來依據(jù)該第二組放大訊號(hào)產(chǎn)生一第二組比較 結(jié)果訊號(hào)；以及一第二編碼單元，耦接于該第二組比較單元，用來依據(jù)該 第二組比較結(jié)果訊號(hào)產(chǎn)生一第二數(shù)字值。該校正模塊則包含有 一切換模 塊，耦接于該第一電阻串以及該輸入訊號(hào)線，用來選擇性地將該第一組參 考電位中的一個(gè)提供至該輸入訊號(hào)線上；以及一校正引擎，耦接于該第一、 第二組前置放大單元以及該第一、第二組比較單元，用來依據(jù)該第一組比較結(jié)果訊號(hào)來校正該第一組前置放大單元以及依據(jù)該第二組比較結(jié)果訊號(hào) 來校正該第二組前置放大單元。
本發(fā)明的實(shí)施例還披露了 一種時(shí)間交錯(cuò)式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的自我校
正方法，該時(shí)間交錯(cuò)式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器至少包含有一第一子ADC及一第 二子ADC,該第一子ADC至少包含有一第一轉(zhuǎn)換路徑及一第二轉(zhuǎn)換路徑， 該第二子ADC至少包含有一第三轉(zhuǎn)換路徑及一第四轉(zhuǎn)換路徑，該第 一轉(zhuǎn)換 路徑中包含有一第 一切換開關(guān)，該第二轉(zhuǎn)換路徑中包含有一第二切換開關(guān)。 該自我校正方法包含有切換該第一切換開關(guān)，使得該第一切換開關(guān)處于 導(dǎo)通狀態(tài)；于該第一轉(zhuǎn)換開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)下，進(jìn)行該第一轉(zhuǎn)換路徑的校 正操作；于該第一轉(zhuǎn)換開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)下，進(jìn)行該第三轉(zhuǎn)換路徑的校正 操作；切換該第二切換開關(guān)，使得該第二切換開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)；于該第 二轉(zhuǎn)換開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)下，進(jìn)行該第二轉(zhuǎn)換路徑的校正操作；以及于該 第二轉(zhuǎn)換開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)下，進(jìn)行該第四轉(zhuǎn)換路徑的校正操作。


圖1為本發(fā)明的時(shí)間交錯(cuò)式ADC的第一實(shí)施例示意圖。 圖2為本發(fā)明的時(shí)間交錯(cuò)式ADC的第二實(shí)施例示意圖。 圖3為本發(fā)明的時(shí)間交錯(cuò)式ADC的第三實(shí)施例示意圖。 圖4為本發(fā)明的時(shí)間交錯(cuò)式ADC的第四實(shí)施例示意圖。 圖5為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，時(shí)間交錯(cuò)式ADC進(jìn)行自我校正操作的流 程圖。
附圖符號(hào)說明
100、 200、 300、 400
110
120
122
124
124—1、 124—2、 124—3
126
127
時(shí)間交錯(cuò)式ADC
輸入訊號(hào)線
第一子ADC
第一電阻串
第一組前置放大單元
前置放大單元
第一數(shù)字值決定模塊
第一組比較單元127—1、 127—2、 127—3
128
140
142
144
144—1、 144—2、 144—3
146
147
147—1、 147—2、 147—3
148 160 162 164 166
168、S1—1、S1一2、S1—3、S2一1、 S2_2、 S2一3
Rl—1、 Rl—2、 Rl—3、 Rl—4、 R2 1、 R2 2、 R2 3、 R2 4
比較單元 第一編碼單元
第二子ADC
第二電阻串
第二組前置放大單元
前置il大單元
第二數(shù)字值決定模塊
第二組比較單元
比較單元 第二編碼單元
校正模塊
切換模塊
校正引擎
虛置切換模塊
開關(guān)
參考電阻
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例提供了包含有m個(gè)子ADC的n位時(shí)間交錯(cuò)式ADC, 其中m與n可為任意正整數(shù)。為了說明上的方便，在以下段落中提出m=2 且11=2的例子。然而，請(qǐng)注意111=2且11=2并非本發(fā)明必要的限制條件，在 了解以下實(shí)施例所提出的概念之后，本領(lǐng)域ADC相關(guān)技術(shù)人員，應(yīng)可應(yīng)用 以下實(shí)施例所提出的概念設(shè)計(jì)出包含有任意個(gè)子ADC的任意位時(shí)間交錯(cuò)式 ADC。
圖1所示為本發(fā)明的時(shí)間交錯(cuò)式ADC的第一實(shí)施例示意圖。本實(shí)施例 中的時(shí)間交錯(cuò)式ADC 100包含有一第一子ADC 120、 一第二子ADC 140、 以及一校正模塊160。第一子ADC 120依據(jù)一第一頻率CLK1來進(jìn)行取樣， 用以將一訊號(hào)輸入線110上的一輸入電位VI轉(zhuǎn)換成一第一數(shù)字值Dl;第 二子ADC 10依據(jù)一第二頻率CLK2來進(jìn)行取樣，用以將訊號(hào)輸入線110上
8的輸入電位VI轉(zhuǎn)換成一第二數(shù)字值D2。于本實(shí)施例中，為了達(dá)到時(shí)間交 錯(cuò)操作，第二頻率CLK2為第一頻率CLK1的反向頻率，亦即第一頻率CLK1 及第二頻率CLK2的相位相差180度。校正模塊160則用來校正第一子ADC 120與第二子ADC 140之間的不匹配，并同時(shí)進(jìn)行其二者之間的輸入電壓 飄移校正。
第一子ADC 120包含有一第一電阻串122、一第一組前置放大單元124、 以及一第一數(shù)字值決定模塊126。第一電阻串122包含有電阻R1—1、 R1—2、 R1—3、以及R1—4,用來提供由參考電位Vl_l、 VI—2、以及VI—3所組成 的一第一組參考電位。第一組前置放大單元124包含有前置放大單元124—1 、 124_2、以及124—3,用來放大輸入電位VI與該第一組參考電位中的每一個(gè) 之間的差異，以產(chǎn)生由i文大訊號(hào)AS1—1、 AS1—2、以及AS1—3所組成的一 第一組放大訊號(hào)。第一數(shù)字值決定模塊126包含有一第一組比較單元127 以及一第一編碼單元128。第一組比較單元127是由比較單元12乙1、127_2、 以及127—3所組成，此三個(gè)比較單元分別用來依據(jù)放大訊號(hào)AS1—1、 AS1_2、 以及AS1—3，判斷輸入電位VI及個(gè)別的參考電位的大小，以分別輸出以邏 輯值'O'或T來表示比較結(jié)果的比較結(jié)果訊號(hào)CR1—1、 CR1_2、以及CR1—3, 而比較結(jié)果訊號(hào)CR1J、 CR1_2、以及CR1_3是組成一第一組比較結(jié)果訊 號(hào)。第一編碼單元128則依據(jù)該第一組比較結(jié)果訊號(hào)來產(chǎn)生第一數(shù)字值Dl,
于本實(shí)例中，第一數(shù)字值Di為一兩位的數(shù)字值，其數(shù)值可為'ir、 'io'、 'or、
或'00'。
從上述說明可歸納出第一子ADC 120實(shí)際是由多個(gè)轉(zhuǎn)換路徑所組成， 例如提供參考電位VI—1的第一電阻串122、前置放大單元124—1、比較單 元127_1、及第一編碼單元128即形成一第一轉(zhuǎn)換路徑；提供參考電位Vl_2 的第一電阻串122、前置放大單元124_2、比較單元127_2、及第一編碼單 元128即形成一第二轉(zhuǎn)換路徑；提供參考電位VI—3的第一電阻串122、前 置放大單元124—3、比較單元127—3、及第一編碼單元128即形成一第三轉(zhuǎn) 換路徑。
如圖l所示，由于第二子ADC140的架構(gòu)與第一子ADC120的架構(gòu)相 同，而包含有相對(duì)應(yīng)于第一子ADC 120的電路組件，如一第二電阻串142、 一第二組前置放大單元144、以及一第二數(shù)字值決定模塊146等，故對(duì)于第 二子ADC 140的架構(gòu)在此不多作贅述。由于除了電路中其它組件的不匹配外，第一電阻串122與第二電阻串
142之間亦可能存在有不匹配，故參考電位V1—1、 VI—2、以及V1—3不一 定會(huì)分別相同于參考電位V2—1、 V2—2、以及V2—3，因此于本實(shí)施例中， 當(dāng)校正模塊160在對(duì)第一子ADC 120與第二子ADC 140進(jìn)行校正時(shí)，其均 使用第 一 電阻串122所提供的該第 一組參考電位作為所有子ADC的校正依 據(jù)，這樣的做法可以在進(jìn)行校正之后，除了將增益不匹配、偏移不匹配等 不匹配現(xiàn)象消除，以及校正輸入電壓飄移之外，還可以同時(shí)補(bǔ)償因第一電 阻串122及第二電阻串142之間的不匹配所造成的誤差，而不似過去分別 以第一電阻串122作為第一子ADC120的校正依據(jù)、再以第二電阻串142 作為第二子ADC140的校正依據(jù)的做法，在校正之后仍存在有因二電阻串 不匹配所造成的誤差。
于本實(shí)施例中，校正模塊160包含有一切換模塊162、 一校正引擎164、 以及一輸入開關(guān)168,切換模塊162是由開關(guān)S1—1、 S1—2、以及S1—3所組 成，其于時(shí)間交錯(cuò)式ADC IOO平時(shí)進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換操作時(shí)均處于關(guān)閉狀 態(tài)(turnoff)，而于進(jìn)行自我校正時(shí)，選4奪性地導(dǎo)通(turn on)以將該第一 組參考電位中的一個(gè)提供至輸入訊號(hào)線110上。校正引擎164用來于切換 模塊162將該第一組參考電位中的一個(gè)提供至輸入訊號(hào)線110上時(shí)，依據(jù) 第一數(shù)字值D1來決定用來校正第一組前置放大單元124中的一個(gè)的參數(shù)， 并依據(jù)第二數(shù)字值D2來決定用來校正第二組前置放大單元144中的一個(gè)的 參數(shù)。至于輸入開關(guān)168則用來于時(shí)間交錯(cuò)式ADC 100平時(shí)進(jìn)行模擬數(shù)字 轉(zhuǎn)換操作時(shí)均處于導(dǎo)通狀態(tài)，以將外部的模擬訊號(hào)傳送至二子ADC中，而 于進(jìn)行自我校正時(shí)則處于關(guān)閉狀態(tài)，以避免外部訊號(hào)的電平影響到校正的 操作。
明確地說，當(dāng)時(shí)間交錯(cuò)式ADC 100執(zhí)行正常的運(yùn)作時(shí)，開關(guān)S1—1 、 S1—2、 以及S1—3皆處于斷路狀態(tài)，此時(shí)輸入訊號(hào)線110上的輸入電位VI會(huì)由外 部所輸入的模擬訊號(hào)所決定。而當(dāng)時(shí)間交錯(cuò)式ADC 100進(jìn)行自我校正時(shí)， 開關(guān)S1J、 S1—2、以及SL3中僅會(huì)有一個(gè)處于導(dǎo)通狀態(tài)，其余兩個(gè)皆會(huì)處 于斷路狀態(tài)。舉例來說，當(dāng)開關(guān)S1—1導(dǎo)通而開關(guān)S1—2及S1一3斷路時(shí)，輸 入電位VI將會(huì)等于參考電位VI—1,此時(shí)前置放大單元124—1兩輸入端上 會(huì)有相同的電位，故理想上來說，第一數(shù)字值D1與第二數(shù)位值D2皆應(yīng)該 要不規(guī)則地變化于"ir與"10"之間。然而，若此時(shí)第一數(shù)字值D1及/或第二數(shù)字值D2并未符合前述狀態(tài)，則校正引擎164會(huì)調(diào)整前置放大單元124_1 及/或144—1的偏移(offset),以使得第一數(shù)字值D1與第二數(shù)字值D2皆能 不規(guī)則地變化于"ir與"10"之間，或盡量使得第一數(shù)字值D1與第二數(shù)字值 D2皆能接近于前述的狀態(tài)。
當(dāng)開關(guān)Sl_2導(dǎo)通而開關(guān)SI—1及SI—3斷路時(shí)，輸入電位VI會(huì)等于參 考電位VI—2,理想上來說，此時(shí)第一數(shù)字值D1與第二數(shù)位值D2皆應(yīng)該要 不規(guī)則地變化于"10"與"01"之間，然而，若此時(shí)第一數(shù)字值D1及/或第二數(shù) 字值D2并未符合前述狀態(tài)，則校正引擎164將會(huì)調(diào)整前置放大單元124_2 及/或144—2的偏移，以使得第一數(shù)字值D1與第二數(shù)字值D2皆能不規(guī)則地 變化于"10"與"0r之間，或盡量使得第一數(shù)字值D1與第二數(shù)字值D2皆能 接近于前述的狀態(tài)。
相似地，當(dāng)開關(guān)S1—3導(dǎo)通而開關(guān)S1—1及S1—2斷路時(shí)，輸入電位VI 會(huì)等于參考電位V1—3,理想上來說，此時(shí)第一數(shù)字值D1與第二數(shù)位值D2 皆應(yīng)該要不規(guī)則地變化于"01"與"00"之間，然而，若此時(shí)第一數(shù)字值D1及/ 或第二數(shù)字值D2并未符合前述狀態(tài)，則校正引擎164將會(huì)調(diào)整前置放大單 元124—3及/或144—3的偏移，以使得第一數(shù)字值D1與第二數(shù)字值D2皆能
不規(guī)則地變化于"or與"oo"之間，或盡量使得第一數(shù)字值D1與第二數(shù)字值
D2皆能接近于前述的狀態(tài)。
上述校正引擎164于進(jìn)行自我校正時(shí)，依據(jù)第一數(shù)字值D1與第二數(shù)字 值D2的數(shù)值變化來決定參數(shù)以調(diào)整前置放大單元124—1、 124—2、 124—3、 144—1、 144—2、 144_3的偏移，其操作原理及為達(dá)到此目的所必要的電路組 成，是本領(lǐng)域熟習(xí)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)的技術(shù)人員所熟悉的，故其細(xì)節(jié)將不 在此贅述。
圖2所示為本發(fā)明的時(shí)間交錯(cuò)式ADC的第二實(shí)施例示意圖。圖2所示 的時(shí)間交錯(cuò)式ADC 200所包含的組件大致相同于圖1所示的時(shí)間交錯(cuò)式 ADC 100所包含的組件，兩者不同之處，主要在于在時(shí)間交錯(cuò)式ADC 200 中，校正模塊160還包含有由開關(guān)S2—1、 S2—2、以及S2—3所組成的一虛置 切換模塊(dummy switch module ) 166。不論時(shí)間交錯(cuò)式ADC 200在執(zhí)行正 常運(yùn)作或自我校正，虛置切換模塊166中的開關(guān)S2—1、 S2—2、以及S2—3 皆固定處于斷路狀態(tài)，而從不進(jìn)行切換操作。增設(shè)虛置切換模塊166的目 的之一，是為了要加強(qiáng)時(shí)間交錯(cuò)式ADC 200的電路對(duì)稱性，以進(jìn)一步降低時(shí)間交錯(cuò)式ADC 200中第 一子ADC 120與第二子ADC 140之間的不匹配。 圖3所示為本發(fā)明的時(shí)間交錯(cuò)式ADC的第三實(shí)施例示意圖。圖3所示 的時(shí)間交錯(cuò)式ADC 300所包含的組件大致相同于圖1所示的時(shí)間交錯(cuò)式 ADC IOO所包含的組件，兩者不同之處，主要在于在時(shí)間交錯(cuò)式ADC 300 中，校正引擎164是依據(jù)該第一組比較結(jié)果訊號(hào)來校正第一組前置放大單 元124,并依據(jù)該第二組比較結(jié)果訊號(hào)來校正第二組前置放大單元144。明 確地說，當(dāng)時(shí)間交錯(cuò)式ADC 300執(zhí)行正常的運(yùn)作時(shí)，開關(guān)S1—1、 SI—2、以 及SI—3皆處于斷路狀態(tài)，此時(shí)輸入訊號(hào)線110上的輸入電位VI會(huì)由外部 所輸入的模擬訊號(hào)所決定。而當(dāng)時(shí)間交錯(cuò)式ADC 300進(jìn)行自我校正時(shí)，開 關(guān)S1—1、 SI—2、以及S1—3中僅會(huì)有一個(gè)處于導(dǎo)通狀態(tài)，其余兩個(gè)皆會(huì)處于 斷路狀態(tài)。舉例來說，當(dāng)開關(guān)SI—1導(dǎo)通而開關(guān)S1一2及S1一3斷路時(shí)，輸入 電位VI會(huì)等于參考電位Vl_l,理想上來說，此時(shí)比較結(jié)果訊號(hào)CRl—1與 CR2_1皆應(yīng)不規(guī)則地變化于"r與"o"之間，若此時(shí)比較結(jié)果訊號(hào)CRl—1及/ 或CR2—1并未符合前述狀態(tài)，則校正引擎164會(huì)調(diào)整前置放大單元124—1 及/或144_1的偏移，以使得比較結(jié)果訊號(hào)CR1_1與CR2—1皆能不規(guī)則地變 化于"l"與"O"之間，或盡量使得比較結(jié)果訊號(hào)CRl—1與CR2—1皆能接近于 前述的狀態(tài)。
當(dāng)開關(guān)Sl—2導(dǎo)通而開關(guān)SI—1及S1—3斷路時(shí)，輸入電位VI會(huì)等于參 考電位VI—2，理想上來說，此時(shí)比較結(jié)果訊號(hào)CRl—2與CR2—2皆應(yīng)不規(guī) 則地變化于"r與"O"之間，若此時(shí)比較結(jié)果訊號(hào)CR1_2及/或CR2一2并未符 合前述狀態(tài)，則校正引擎164將會(huì)調(diào)整前置放大單元124—2及/或144—2的 偏移，以使得比較結(jié)果訊號(hào)CR1_2與CR2—2皆能不規(guī)則地變化于"l"與"O" 之間，或盡量使得比較結(jié)果訊號(hào)CR1_2與CR2一2皆能接近于前述的狀態(tài)。
相似地，當(dāng)開關(guān)SI—3導(dǎo)通而開關(guān)Sl_l及SI—2斷路時(shí)，輸入電位VI 會(huì)等于參考電位vi—3,理想上來說，此時(shí)比較結(jié)果訊號(hào)CRl—3與CR2—3 皆應(yīng)不規(guī)則地變化于"l"與"0"之間，若此時(shí)比較結(jié)果訊號(hào)CRl—3及/或CR2—3 并未符合前述狀態(tài)，則校正引擎164將會(huì)調(diào)整前置放大單元124_3及/或 144_3的偏移，以使得比較結(jié)果訊號(hào)CR1_3與CR2—3皆能不規(guī)則地變化于 "1"與"0"之間，或盡量使得比較結(jié)果訊號(hào)CR1一3與CR2—3皆能接近于前述 的狀態(tài)。
圖4所示為本發(fā)明的時(shí)間交錯(cuò)式ADC的第四實(shí)施例示意圖。圖4所示的時(shí)間交錯(cuò)式ADC 400所包含的組件大致相同于圖3所示的時(shí)間交錯(cuò)式 ADC 300所包含的組件，兩者不同之處，主要在于在時(shí)間交錯(cuò)式ADC 400 中，校正模塊160還包含有由開關(guān)S2一l、 S2_2、以及《2_3所組成的一虛置 切換模塊166。不論時(shí)間交錯(cuò)式ADC 400在執(zhí)行正常運(yùn)作或自我校正，虛 置切換模塊166中的開關(guān)S2—1、 S2—2、以及S2一3皆固定處于斷路狀態(tài)，而 從不進(jìn)行切換操作。增設(shè)虛置切換模塊166的目的之一，是為了要加強(qiáng)時(shí) 間交錯(cuò)式ADC 400的電路對(duì)稱性，以進(jìn)一步降低時(shí)間交錯(cuò)式ADC 400中第 一子ADC 120與第二子ADC 140之間的不匹配。
最后于圖5則顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，時(shí)間交錯(cuò)式ADC100、 200、 300、或400進(jìn)行自我校正操作的流程圖。當(dāng)時(shí)間交錯(cuò)式ADC欲進(jìn)行自我 校正時(shí)，會(huì)先切換輸入開關(guān)168使其斷路，以避免外部訊號(hào)對(duì)自我校正的 結(jié)果造成影響(步驟502)。接下來，會(huì)依序進(jìn)行第一子ADC 120及第二子 ADC 140當(dāng)中各個(gè)轉(zhuǎn)換路徑的自我校正，于本實(shí)施例中，時(shí)間交錯(cuò)式ADC 會(huì)先切換開關(guān)SI—1使其導(dǎo)通，同時(shí)維持其它開關(guān)(開關(guān)Sl_2、 SI—3,以及 虛置切換模塊166中的開關(guān)S2_l、 S2—2、 S2—3 )處于斷路狀態(tài)(步驟504 ), 并于此狀態(tài)下，利用校正引擎164擷取數(shù)字值D1或比較結(jié)果訊號(hào)CR1_1、 CR1—2、 CR1_3來進(jìn)行放大單元124_1的調(diào)整(步驟506 )，以及利用校正 引擎164擷取數(shù)字值D2或比較結(jié)果訊號(hào)CR2—1、 CR2—2、 CR2—3來進(jìn)行放 大單元144—1的調(diào)整(步驟508 )。
接著，時(shí)間交錯(cuò)式ADC會(huì)切換開關(guān)SI—2使其導(dǎo)通，同時(shí)維持其它開 關(guān)Sl_l、 SI—3、 S2—1、 S2—2、 S2—3處于斷路狀態(tài)(步驟510),并于此狀 態(tài)下進(jìn)行放大單元124—2、 144—2的調(diào)整(步驟512、 514)。同樣地，時(shí)間 交錯(cuò)式ADC會(huì)再切換開關(guān)SI—3使其導(dǎo)通，同時(shí)維持其它開關(guān)SI—1、 SI—2、 S2_l、 S2_2、 S2—3處于斷路狀態(tài)(步驟516),并于此狀態(tài)下進(jìn)行力丈大單元 124_3、 144—3的調(diào)整(步驟518、 520 )。如此則完成了所有的自我校正操 作，最后，時(shí)間交錯(cuò)式ADC會(huì)再切換輸入開關(guān)168使其導(dǎo)通，并將其它所 有開關(guān)S1—1、 SI—2、 SI—3、 S2—1、 S2—2、 S2_3維持于斷路狀態(tài)，以恢復(fù)正 常的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換操作。
由圖5的自我校正流程即可看出，本發(fā)明僅利用對(duì)應(yīng)于單一個(gè)子ADC 的切換模塊的切換操作來進(jìn)行多個(gè)子ADC的自我校正，即使其它子ADC 亦包含有類似的虛置切換模塊，其功能亦僅限于提高子ADC之間的匹配程度，而從未于自我校正的過程中進(jìn)行切換或?qū)?。而此種做法，相較于分 別利用獨(dú)立的電阻串作為校正依據(jù)的已知做法，還可進(jìn)一 步補(bǔ)償電阻串之 間的不匹配效應(yīng)，具有較佳的校正效果。
在此須注意的是，雖然于上述實(shí)施例當(dāng)中均僅以對(duì)前置放大單元進(jìn)行 調(diào)整來作為校正機(jī)制的例子，但是本發(fā)明并不以此為限，本領(lǐng)域的技術(shù)人
員應(yīng)可理解，校正引擎164亦可選擇對(duì)各個(gè)轉(zhuǎn)換路徑當(dāng)中的其它組成組件、
例如電阻串、比較單元、編碼單元、或是其它未于本發(fā)明的實(shí)施例中描述 的組件，進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到自我校正的目的。
對(duì)于前述各實(shí)施例的時(shí)間交錯(cuò)式ADC，執(zhí)行完前文所述的自我校正之 后，理想上而言，每一時(shí)間交錯(cuò)式ADC中的第 一子ADC 120與第二子ADC 140之間的不匹配將可降至最低(甚至完全消除)，如此一來，第一子ADC 120與第二子ADC 140將可對(duì)應(yīng)于大致相同的沖莫擬-凄史字轉(zhuǎn)換曲線。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的 均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1. 一種時(shí)間交錯(cuò)式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其包含有一第一子模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其包含有一第一電阻串，用來提供一第一組參考電位；一第一組前置放大單元，耦接于該第一電阻串以及一輸入訊號(hào)線，用來放大該第一組參考電位中的每一與該輸入訊號(hào)線上的一輸入電位間的差異以產(chǎn)生一第一組放大訊號(hào)；以及一第一數(shù)字值決定模塊，耦接于該第一組前置放大單元，用來依據(jù)該第一組放大訊號(hào)產(chǎn)生一第一數(shù)字值；一第二子模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其包含有一第二電阻串，用來提供一第二組參考電位；一第二組前置放大單元，耦接于該第二電阻串以及該輸入訊號(hào)線，用來放大該第二組參考電位中的每一與該輸入訊號(hào)線上的該輸入電位間的差異以產(chǎn)生一第二組放大訊號(hào)；以及一第二數(shù)字值決定模塊，耦接于該第二組前置放大單元，用來依據(jù)該第二組放大訊號(hào)產(chǎn)生一第二數(shù)字值；以及一校正模塊，其包含有一切換模塊，耦接于該第一電阻串以及該輸入訊號(hào)線，用來選擇性地將該第一組參考電位中的一個(gè)提供至該輸入訊號(hào)線上；以及一校正引擎，耦接于該第一、第二組前置放大單元以及該第一、第二數(shù)字值決定模塊，用來依據(jù)該第一數(shù)字值來校正該第一組前置放大單元以及依據(jù)該第二數(shù)字值來校正該第二組前置放大單元。
2. 如權(quán)利要求1所述的時(shí)間交錯(cuò)式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中該校正引 擎是依據(jù)該第一數(shù)字值來校正該第一組前置放大單元中多個(gè)前置放大單元 的偏移，以及依據(jù)該第二數(shù)字值來校正該第二組前置放大單元中多個(gè)前置 放大單元的偏移。
3. 如權(quán)利要求1所述的時(shí)間交錯(cuò)式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中該校正模 塊還包含有一虛置切換模塊，耦接于該第二電阻串以及該輸入訊號(hào)線，該虛置切 換模塊包含有多個(gè)固定處于斷路狀態(tài)的開關(guān)。
4. 一種時(shí)間交錯(cuò)式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其包含有 一第一子模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其包含有 一第一電阻串，用來提供一第一組參考電位；一第一組前置放大單元，耦接于該第一電阻串以及一輸入訊號(hào)線，用 來放大該第一組參考電位中的每一個(gè)與該輸入訊號(hào)線上的一輸入電位間的 差異以產(chǎn)生一第一組放大訊號(hào)；一第一組比較單元，耦接于該第一組前置放大單元，用來依據(jù)該第一 組放大訊號(hào)產(chǎn)生一第一組比較結(jié)果訊號(hào)；以及一第一編碼單元，耦接于該第一組比較單元，用來依據(jù)該第一組比較 結(jié)果訊號(hào)產(chǎn)生一第一數(shù)字值；一第二子模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其包含有一第二電阻串，用來提供一第二組參考電位；一第二組前置放大單元，耦接于該第二電阻串以及該輸入訊號(hào)線，用 來放大該第二組參考電位中的每一個(gè)與該輸入訊號(hào)線上的該輸入電位間的 差異以產(chǎn)生一第二組放大訊號(hào)；一第二組比較單元，耦接于該第二組前置放大單元，用來依據(jù)該第二 組放大訊號(hào)產(chǎn)生一第二組比較結(jié)果訊號(hào)；以及一第二編碼單元，耦接于該第二組比^交單元，用來依據(jù)該第二組比較結(jié)果訊號(hào)產(chǎn)生一第二數(shù)字值；以及 一校正模塊，其包含有一切換模塊，耦接于該第一電阻串以及該輸入訊號(hào)線，用來選擇性地 將該第 一組參考電位中的 一個(gè)提供至該輸入訊號(hào)線上；以及一校正引擎，耦接于該第一、第二組前置放大單元以及該第一、第二 組比較單元，用來依據(jù)該第一組比較結(jié)果訊號(hào)來校正該第一組前置放大單 元以及依據(jù)該第二組比較結(jié)果訊號(hào)來校正該第二組前置放大單元。
5. 如權(quán)利要求4所述的時(shí)間交錯(cuò)式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中該校正引 擎依據(jù)該第一組比較結(jié)果訊號(hào)來校正該第一組前置放大單元中多個(gè)前置放 大單元的偏移，以及依據(jù)該第二組比較結(jié)果訊號(hào)來校正該第二組前置放大 單元中多個(gè)前置放大單元的偏移。
6. 如權(quán)利要求4所述的時(shí)間交錯(cuò)式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中該校正模 塊還包含有一虛置切換模塊，耦接于該第二電阻串以及該輸入訊號(hào)線，該虛置切 換模塊包含有多個(gè)固定處于斷路狀態(tài)的開關(guān)。
7. —種時(shí)間交錯(cuò)式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的自我校正方法，該時(shí)間交錯(cuò)式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器至少包含有一第一子ADC及一第二子ADC,該第一子 ADC至少包含有一第一轉(zhuǎn)換路徑及一第二轉(zhuǎn)換路徑，該第二子ADC至少包 含有一第三轉(zhuǎn)換路徑及一第四轉(zhuǎn)換路徑，該第一轉(zhuǎn)換路徑中包含有一第一 切換開關(guān)，該第二轉(zhuǎn)換路徑中包含有一第二切換開關(guān)，該自我校正方法包 含有切換該第 一切換開關(guān)，使得該第 一切換開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)；于該第 一轉(zhuǎn)換開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)下，進(jìn)行該第 一轉(zhuǎn)換路徑的校正操作；于該第一轉(zhuǎn)換開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)下，進(jìn)行該第三轉(zhuǎn)換路徑的校正操作；切換該第二切換開關(guān)，使得該第二切換開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)；于該第二轉(zhuǎn)換開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)下，進(jìn)行該第二轉(zhuǎn)換路徑的校正操作；以及于該第二轉(zhuǎn)換開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)下，進(jìn)行該第四轉(zhuǎn)換路徑的校正操作。
8. 如權(quán)利要求7所述的自我校正方法，其中該第一轉(zhuǎn)換路徑的校正操 作是對(duì)該第 一轉(zhuǎn)換路徑中的 一放大單元進(jìn)行調(diào)整。
9. 如權(quán)利要求7所述的自我校正方法，其中該第三轉(zhuǎn)換路徑中包含有 一第三切換開關(guān)，該第四轉(zhuǎn)換路徑中包含有一第四切換開關(guān)，該第三切換 開關(guān)及該第四切換開關(guān)是一直保持于斷路狀態(tài)。
10. 如權(quán)利要求7所述的自我校正方法，其中該第一轉(zhuǎn)換路徑中包含有 一第一比較單元，該第二轉(zhuǎn)換路徑中包含有一第二比較單元，該第一轉(zhuǎn)換 路徑的校正操作及該第二轉(zhuǎn)換路徑的校正操作依據(jù)該第 一 比較單元及該第 二比較單元的比較結(jié)果。
11. 如權(quán)利要求7所述的自我校正方法，其中該第一轉(zhuǎn)換路徑的校正操 作及該第二轉(zhuǎn)換路徑的校正操作依據(jù)該第一子ADC所輸出的第一數(shù)字值。
12. 如權(quán)利要求7所述的自我校正方法，其中該第一子ADC依據(jù)一第 一頻率訊號(hào)而運(yùn)作，該第二子ADC依據(jù)一第二頻率訊號(hào)而運(yùn)作。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種時(shí)間交錯(cuò)式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其包含有一第一、第二子模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器以及一校正模塊。該校正模塊包含有一切換模塊以及一校正引擎。該切換模塊用來選擇性地將該第一子模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的一第一電阻串所提供的一第一組參考電位中的一個(gè)提供至該第一、第二子模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器所共享的一輸入訊號(hào)線上。該校正引擎則依據(jù)該第一、第二子模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器所產(chǎn)生的數(shù)字訊號(hào)來校正該第一、第二子模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的前置放大單元。
文檔編號(hào)H03M1/34GK101431334SQ200710185079
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2007年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月6日
發(fā)明者徐建昌 申請(qǐng)人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司