流水线ADC的级间增益误差校准方法及其电路、流水线ADC

1.一种流水线ADC的级间增益误差校准方法，所述流水线ADC包括多级流水级，所述多级流水级中具有用于完成n比特位数字码转换的待校准流水级、和位于所述待检准流水级后一级的后级流水级，所述待校准流水级中包含有子ADC和子DAC；其特征在于，所述级间增益误差校准方法包括：向所述待校准流水级中输入采样信号；向所述子ADC注入m对子ADC伪随机噪声的第i对中大小为+1/a i *V ref 的伪随机噪声的同时，还向所述子DAC注入m对子DAC伪随机噪声的第i对中大小为-1/b i *V ref 的伪随机噪声；或者，向所述子ADC注入m对子ADC伪随机噪声的第i对中大小为-1/a i *V ref 的伪随机噪声的同时，还向所述子DAC注入m对子DAC伪随机噪声的第i对中大小为+1/b i *V ref 的伪随机噪声；其中，m为正整数，所述第i对子ADC伪随机噪声与所述第i对子DAC伪随机噪声对应相同的第i组伪随机噪声序列，且a i ＝b i *2 n-1 ；依据所述m、n、±1/a i *V ref ，确定可用于校准的信号范围；在输入所述待校准流水级的所述采样信号位于所述可用于校准的信号范围时，依据所述第i组伪随机噪声序列对应权重的理想数字码、所述后级流水级输出的后级数字输出码、所述待校准流水级的理想增益系数，确定所述待校准流水级的实际增益系数。 2.如权利要求1所述的级间增益误差校准方法，其特征在于，所述依据所述m、n、±1/a i *V ref ，确定可用于校准的信号范围包括：依据所述m、n、±1/a i *V ref ，计算所述采样信号只受所述第i对子DAC伪随机噪声影响而不受所述第i对子ADC伪随机噪声影响的信号范围，并将所述信号范围作为所述可用于校准的信号范围。 3.如权利要求2所述的级间增益误差校准方法，其特征在于，m＝1；依据所述m、n、±1/a i *V ref ，确定的所述可用于校准的信号范围具体为：其中，k＝0,±1,±2,...,±(2 n-1 -1)。 4.如权利要求2所述的级间增益误差校准方法，其特征在于，m＞1；依据所述m、n、±1/a i *V ref ，确定的所述可用于校准的信号范围具体为：其中，k＝0,±1,±2,...,±(2 n-1 -1)。 5.如权利要求1所述的级间增益误差校准方法，其特征在于，所述依据所述第i组伪随机噪声序列对应权重的理想数字码、所述后级流水级输出的后级数字输出码、所述待校准流水级的理想增益系数，采用LMS算法确定所述待校准流水级的实际增益系数。 6.如权利要求5所述的级间增益误差校准方法，其特征在于，所述采用LMS算法确定所述待校准流水级的实际增益系数包括：按照如下公式进行迭代运算：ra es [j+1]＝ra es [j]+μ*D PN *(D R -D PN *ra es [j]/ra)其中，j表示由0开始计次的迭代次数；ra表示所述理想级间增益系数；ra es 表示估计级间增益系数，ra es [j]和ra es [j+1]分别表示第j次迭代生成的估计级间增益系数和第j+1次迭代生成的估计级间增益系数；D PN 表示所述第i组伪随机噪声序列对应权重的理想数字码；D R 所述后级流水级输出的后级数字输出码；μ表示收敛步进因子；且在每次迭代计算之后，判断ra es [j+1]与ra es [j]之间的差值是否小于设定阈值；如果不小于，则继续进行下一次迭代；否则，将ra es [j+1]作为所述待校准流水级的实际增益系数。 7.如权利要求1所述的级间增益误差校准方法，其特征在于，还包括：依据所述第i组伪随机噪声序列对应权重的理想数字码、所述待校准流水级的理想增益系数和实际增益系数，校准所述后级流水级输出的后级数字输出码，得到校准后的后级数字输出码。 8.一种流水线ADC的级间增益误差校准电路，所述流水线ADC包括多级流水级，所述多级流水级中具有用于完成n比特位数字码转换的待校准流水级、和位于所述待检准流水级后一级的后级流水级，所述待校准流水级中包含有子ADC和子DAC；其特征在于，所述级间增益误差校准电路包括：采样保持模块，用于获取采样信号，并将所述采样信号输入所述待校准流水级；伪随机噪声注入模块，用于向所述子ADC注入m对子ADC伪随机噪声的第i对中大小为+1/a i *V ref 的伪随机噪声的同时，还向所述子DAC注入m对子DAC伪随机噪声的第i对中大小为-1/b i *V ref 的伪随机噪声；或者，所述伪随机噪声注入模块用于向所述子ADC注入m对子ADC伪随机噪声的第i对中大小为-1/a i *V ref 的伪随机噪声的同时，还向所述子DAC注入m对子DAC伪随机噪声的第i对中大小为+1/b i *V ref 的伪随机噪声；其中，m为正整数，所述第i对子ADC伪随机噪声与所述第i对子DAC伪随机噪声对应相同的第i组伪随机噪声序列，且a i ＝b i *2 n-1 ；校准信号确定模块，用于依据所述m、n、±1/a i *V ref ，确定可用于校准的信号范围；增益系数校准模块，用于在输入所述待校准流水级的所述采样信号位于所述可用于校准的信号范围时，依据所述第i组伪随机噪声序列对应权重的理想数字码、所述后级流水级输出的后级数字输出码、所述待校准流水级的理想增益系数，确定所述待校准流水级的实际增益系数。 9.如权利要求8所述的级间增益误差校准电路，其特征在于，所述子ADC包括：由2 n -2个比较器组成的(n-1).5bit流水级ADC、以及增设的两个阈值分别为±(2 n -1)/2 n *V ref 的比较器；所述子DAC包括：由2 n -2个电容组成的(n-1).5bit流水级DAC、以及增设的两个与所述电容值大小相等的电容；所述伪随机噪声注入模块通过改变所述子ADC比较器的阈值，向所述子ADC注入所述m对子ADC伪随机噪声的第i对中大小分别为±1/a i *V ref 的伪随机噪声；所述伪随机噪声注入模块中还设置有伪随机噪声电容；所述伪随机噪声注入模块通过所述伪随机噪声电容，向所述子DAC注入m对子DAC伪随机噪声的第i对中大小分别为±1/b i *V ref 的伪随机噪声。 10.如权利要求8所述的级间增益误差校准电路，其特征在于，所述校准信号确定模块依据所述m、n、±1/a i *V ref ，计算所述采样信号只受所述第i对子DAC伪随机噪声影响而不受所述第i对子ADC伪随机噪声影响的信号范围，并将所述信号范围作为所述可用于校准的信号范围。 11.如权利要求10所述的级间增益误差校准电路，其特征在于，m＝1；所述校准信号确定模块依据所述m、n、±1/a i *V ref ，确定的所述可用于校准的信号范围具体为：其中，k＝0,±1,±2,...,±(2 n-1 -1)。 12.如权利要求10所述的级间增益误差校准电路，其特征在于，m＞1；所述校准信号确定模块依据所述m、n、±1/a i *V ref ，确定的所述可用于校准的信号范围具体为：其中，k＝0,±1,±2,...,±(2 n-1 -1)。 13.如权利要求8所述的级间增益误差校准电路，其特征在于，所述增益系数校准模块依据所述第i组伪随机噪声序列对应权重的理想数字码、所述后级流水级输出的后级数字输出码、所述待校准流水级的理想增益系数，采用LMS算法确定所述待校准流水级的实际增益系数。 14.如权利要求13所述的级间增益误差校准电路，其特征在于，所述增益系数校准模块包括：LMS算法迭代模块和阈值判断模块；其中，所述LMS算法迭代模块用于按照如下公式进行迭代运算：ra es [j+1]＝ra es [j]+μ*D PN *(D R -D PN *ra es [j]/ra)其中，j表示由0开始计次的迭代次数；ra表示所述理想级间增益系数；ra es 表示估计级间增益系数，ra es [j]和ra es [j+1]分别表示第j次迭代生成的估计级间增益系数和第j+1次迭代生成的估计级间增益系数；D PN 表示所述第i组伪随机噪声序列对应权重的理想数字码；D R 所述后级流水级输出的后级数字输出码；μ表示收敛步进因子；所述阈值判断模块用于在每次迭代计算之后，判断ra es [j+1]与ra es [j]之间的差值是否小于设定阈值；如果不小于，则由所述LMS算法迭代模块继续进行下一次迭代；否则，所述阈值判断模块将ra es [j+1]作为所述待校准流水级的实际增益系数。 15.如权利要求8所述的级间增益误差校准电路，其特征在于，还包括：数字输出码校准模块，用于依据所述第i组伪随机噪声序列对应权重的理想数字码、所述待校准流水级的理想增益系数和实际增益系数，校准所述后级流水级输出的后级数字输出码，得到校准后的后级数字输出码。 16.一种流水线ADC，其特征在于，包括：多级流水级；所述多级流水级中具有用于完成n比特位数字码转换的待校准流水级、和位于所述待检准流水级后一级的后级流水级，其中，所述待校准流水级中包含有子ADC和子DAC；如权利要求8～15任一项所述的流水线ADC的级间增益误差校准电路。