專利名稱：：模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器及其進(jìn)行增益誤差校正的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明有關(guān)于模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(AnalogtoDigitalConverter,ADC)，特別是有關(guān)于模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的增益誤差校正(GainErrorCalibration)方法。
背景技術(shù)：
：模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器將一模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為一數(shù)字輸出信號(hào)。目前有數(shù)種模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，包括閃存(flash)式ADC、管線(pipelined)式ADC、以及循環(huán)(cyclic)式ADC。此三種ADC中，閃存式ADC具有最短的反應(yīng)時(shí)間，因其具有最簡單的電路結(jié)構(gòu)。閃存式ADC包括多個(gè)比較器，用以直接比較一模擬輸入信號(hào)與多個(gè)參考電壓以產(chǎn)生一數(shù)字輸出信號(hào)。當(dāng)數(shù)字輸出信號(hào)所需的解析度提升時(shí)，閃存式ADC必須包含大量的比較器，會(huì)增加電路的復(fù)雜度及所占據(jù)的芯片面積。因此，閃存式ADC僅能用于數(shù)字輸出信號(hào)的解析度低時(shí)。與閃存式ADC相比，管線式ADC及循環(huán)式ADC需要較少比較器并占據(jù)較少芯片面積便可產(chǎn)生高解析度的數(shù)字輸出信號(hào)。圖1為現(xiàn)有的管線式ADC100的區(qū)塊圖。管線式ADC100包括多個(gè)相串聯(lián)的管線級(jí)101~10N，每一管線級(jí)產(chǎn)生數(shù)字輸出信號(hào)D。ut的幾個(gè)位。于這些相串聯(lián)的管線級(jí)101~10N中，一在前的管線級(jí)產(chǎn)生一管線級(jí)輸出值以表示數(shù)字輸出信號(hào)D。ut的較高位(significant)的位，并自其級(jí)輸入信號(hào)減去其管線級(jí)輸出值以得到一剩余信號(hào)，最后放大該剩余信號(hào)以得到其級(jí)輸出信號(hào)。一后續(xù)管線級(jí)接著接收該在前管線級(jí)的級(jí)輸出信號(hào)作為級(jí)輸入信號(hào)，并以類似的方式產(chǎn)生其管線級(jí)輸出值，以表示數(shù)字輸出信號(hào)D。ut的較低位的位。舉例來說，第二管線級(jí)102依據(jù)其級(jí)輸入信號(hào)&產(chǎn)生一管線級(jí)輸出值d。2與一級(jí)輸出信號(hào)R2，該級(jí)輸出信號(hào)R2又作為后續(xù)的第三管線級(jí)103的級(jí)輸入信號(hào)。增益誤差校正模塊120接著收集管線級(jí)101-10N的管線級(jí)輸出值d。廣d。N以產(chǎn)生最終的數(shù)字輸出信號(hào)D。ut。由于每一管線級(jí)僅產(chǎn)生數(shù)字輸出信號(hào)D。ut的幾個(gè)位，各管線級(jí)輸出值的解析度較低且需要較少的比較器便可運(yùn)作。圖2為圖1的管線式ADC100的第一管線級(jí)101的區(qū)塊圖。第一管線級(jí)101包括取樣保存電路202、次級(jí)ADC204、加法器206、次級(jí)DAC(DigitaltoAnalogConverter)208、減法器210、以及放大器212。取樣保存電路202取樣級(jí)輸入信號(hào)Vin。由于管線級(jí)101為管線式ADCIOO的第一個(gè)管線級(jí)，其級(jí)輸入信號(hào)Vh為管線式ADCIOO的模擬輸入信號(hào)。次級(jí)ADC204接著數(shù)字化級(jí)輸入信號(hào)Vin以產(chǎn)生一管線級(jí)輸出值以表示管線式ADC100的數(shù)字輸出信號(hào)D。ut的一至數(shù)個(gè)最高位的位。于一實(shí)施例中，次級(jí)ADC204為一閃存式ADC。加法器206接著將一修正碼Pi與管線級(jí)輸出值d。,相加以得到一和值。次級(jí)DAC208接著將該和值由數(shù)字格式轉(zhuǎn)換為模擬格式以得到一和信號(hào)。減法器210接著自級(jí)輸入信號(hào)Vin減去該和信號(hào)以得到一剩余信號(hào)。放大器212接著依據(jù)一增益值G放大剩余信號(hào)以得到其級(jí)輸出信號(hào)R,。級(jí)輸出信號(hào)&接著輸入后續(xù)管線級(jí)102作為其級(jí)輸入信號(hào)，而第二管線級(jí)102以類似的方式產(chǎn)生其管線級(jí)輸出值d。2。除了未包含取樣保持電路202及加法器206之外，管線式ADC100的其它管線級(jí)的電路結(jié)構(gòu)皆類似于第一管線級(jí)101。因?yàn)闆]有加法器206，于其它管線級(jí)中減法器210直接將次級(jí)DAC208轉(zhuǎn)換得到的管線級(jí)輸出值自其級(jí)輸入信號(hào)減除，以得到一剩余信號(hào)，接著以放大器212放大剩余信號(hào)而得到其級(jí)輸出信號(hào)。在一管線級(jí)將剩余信號(hào)送至后續(xù)管線級(jí)作為輸入之前，必須依據(jù)一增益值放大該剩余信號(hào)，以便于后續(xù)管線級(jí)以高的精確度產(chǎn)生一管線級(jí)輸出值。雖然一管線級(jí)的理想增益值預(yù)設(shè)為一常數(shù)，但實(shí)際增益值事實(shí)上會(huì)隨著芯片的溫度與芯片制造工藝的誤差而變動(dòng)。管線級(jí)的實(shí)際增益值與理想增益值的差異稱之為增益誤差。因?yàn)橐还芫€級(jí)的增益誤差會(huì)影響其級(jí)輸出信號(hào)，并連帶影響所有后續(xù)管線級(jí)的管線級(jí)輸出值，因此必須估計(jì)管線級(jí)的增益誤差，以校正各管線級(jí)輸出值，才能產(chǎn)生精確的最終數(shù)字輸出信號(hào)D。ut。因此，圖1的增益誤差校正模塊120必須估測部分管線級(jí)的增益誤差，以增進(jìn)數(shù)字輸出信號(hào)D。ut的精確度。為了估計(jì)圖1的第一管線級(jí)101的增益誤差，增益誤差校正模塊120產(chǎn)生一修正碼P!并送至第一管線級(jí)101。第一管線級(jí)101接著于剩余信號(hào)被放大前依據(jù)修正碼Pi處理該剩余信號(hào)，如圖2所示。因此，第一管線級(jí)101的級(jí)輸出信號(hào)R同時(shí)受放大器212的增益值與修正碼P,的影響。由于后續(xù)管線級(jí)10210N的級(jí)輸入信號(hào)R廣R^皆由第一管線級(jí)101的級(jí)輸出信號(hào)所導(dǎo)出，后續(xù)管線級(jí)102-10N的管線級(jí)輸出值d。2~d。N因而受修正碼P,的值的影響。增益誤差校正模塊120接著對后續(xù)管線級(jí)102-10N的管線級(jí)輸出值d。2d。w與修正碼P,進(jìn)行相關(guān)性運(yùn)算以估計(jì)第一管線級(jí)101的放大器212的增益值的誤差。增益誤差項(xiàng)正模塊120必須收集大量的管線級(jí)輸出值d。2d。N的樣本以估計(jì)第一管線級(jí)101的增益值的誤差。若收集的樣本數(shù)下降，增益誤差估測值的精確度會(huì)下降，連帶使最終數(shù)字輸出信號(hào)D。ut的精確度下降。若收集的樣本數(shù)上升，收集樣本所造成的時(shí)間延遲會(huì)上升，連帶延遲數(shù)字輸出信號(hào)D。ut的產(chǎn)生時(shí)間。因此，需要一種于模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行增益誤差校正的方法，可以降低所需樣本數(shù)但又不降低增益誤差值的精確度。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(AnalogtoDigitalConverter),以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。于一實(shí)施例中，該模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括多個(gè)相串聯(lián)的管線級(jí)(stage)、一增益誤差校正(gainerrorcorrection)模塊、以及一預(yù)測模塊。每一所述的這些管線級(jí)依據(jù)一級(jí)輸入信號(hào)導(dǎo)出一級(jí)輸出信號(hào)，并產(chǎn)生一管線級(jí)輸出值作為其后續(xù)管線級(jí)的級(jí)輸入信號(hào)，其中所述的這些管線級(jí)其中之一被選取作為一目標(biāo)管線級(jí)以估計(jì)其增益值。該增益誤差校正模塊產(chǎn)生一修正碼傳送至該目標(biāo)管線級(jí)以影響該目標(biāo)管線級(jí)的級(jí)輸出信號(hào)與該目標(biāo)管線級(jí)的多個(gè)后續(xù)管線級(jí)的多個(gè)管線級(jí)輸出值，自專屬該目標(biāo)管線級(jí)的該預(yù)測模塊接收至少一輔助輸出值，并依據(jù)所述的這些管線級(jí)輸出值與該輔助輸出值推導(dǎo)出該目標(biāo)管線級(jí)的該增益值的一誤差估測值。該預(yù)測模塊依據(jù)該目標(biāo)管線級(jí)的管線級(jí)輸出值產(chǎn)生該輔助輸出值，其中該輔助輸出值不受該修正碼的影響。本發(fā)明提供一種于模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(AnalogtoDigitalConverter)進(jìn)行增益誤差校正的方法。其中該模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括多個(gè)相串聯(lián)的管線級(jí)(stage),每一管線級(jí)依據(jù)一級(jí)輸入信號(hào)導(dǎo)出一級(jí)輸出信號(hào)，并產(chǎn)生一管線級(jí)輸出值作為其后續(xù)管線級(jí)的級(jí)輸入信號(hào)。首先，自所述的這些多個(gè)管線級(jí)選取其中的--目標(biāo)管線級(jí)作為估計(jì)增益值的目標(biāo)。接著，產(chǎn)生一修正碼以使該目標(biāo)管線級(jí)依據(jù)該修正碼產(chǎn)生其級(jí)輸出信號(hào)。接著，依據(jù)該目標(biāo)管線級(jí)的管線級(jí)輸出值產(chǎn)生一輔助輸出值，其中該輔助輸出值不受該修正碼的影響。接著，依據(jù)該目標(biāo)管線級(jí)的多個(gè)后續(xù)管線級(jí)的多個(gè)管線級(jí)輸出值產(chǎn)生一加權(quán)總和值,接著，自該加權(quán)總和值減去對應(yīng)于該輔助輸出值的一輔助部分而得到一剩余值。最后，依據(jù)該剩余值產(chǎn)生該目標(biāo)管線級(jí)的一增益值的一誤差估測值。為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉數(shù)較佳實(shí)施例，并配合所附圖示，作詳細(xì)說明如下。圖1為現(xiàn)有的管線式ADC的區(qū)塊圖2為圖1的管線式ADC的第一管線級(jí)的區(qū)塊圖3為依據(jù)本發(fā)明進(jìn)行增益誤差估測的管線式ADC的區(qū)塊圖4為依據(jù)本發(fā)明的管線式ADC的第一管線級(jí)的區(qū)塊圖5為于圖1的現(xiàn)有增益誤差校正模塊中的一部分電路；圖6顯示依據(jù)本發(fā)明估計(jì)多個(gè)管線級(jí)的增益誤差值的管線式ADC;圖7為依據(jù)本發(fā)明的循環(huán)式ADC的區(qū)塊圖。附圖標(biāo)號(hào)-101國10N、301-30N、601-60N管線級(jí)；120、320、620增益誤差校正模塊；202、402、702、734取樣保持電路；204、404、424、704、724次級(jí)模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(subADC);206、406、706加法器；208、408、708次級(jí)數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器(subDAC);210、410、710減法器；212、412、712放大器;420、720預(yù)測模塊；422、722參考電壓選取器；730實(shí)體循環(huán)級(jí)電路；502、508~乘法器；504累加模塊；506誤差估測模塊；510~減法器。具體實(shí)施例方式圖3為依據(jù)本發(fā)明進(jìn)行增益誤差估測的管線式ADC300的區(qū)塊圖。管線式ADC300大致與圖1的管線式ADC100相似，除了第一管線級(jí)301與增益誤差校正模塊320之外。為了估測第一管線級(jí)301的增益誤差，增益誤差校正模塊320產(chǎn)生一修正碼Pi送至第一管線級(jí)301。當(dāng)?shù)谝还芫€級(jí)301產(chǎn)生其管線級(jí)輸出值d。,后，第一管線級(jí)301自其級(jí)輸入信號(hào)Vin減去該管線級(jí)輸出值d。,以得到一剩余信號(hào)，依據(jù)修正碼P,處理該剩余信號(hào)，并依據(jù)一增益值放大該剩余信號(hào)以得到其級(jí)輸出信號(hào)，作為一后續(xù)管線級(jí)302的級(jí)輸入信號(hào)。除了后續(xù)管線級(jí)30230N的級(jí)輸出信號(hào)R2R^未經(jīng)修正碼的處理以外，后續(xù)管線級(jí)302-30N以與第一管線級(jí)301同樣的方式產(chǎn)生其管線級(jí)輸出值d。2~d。N與級(jí)輸出信號(hào)R廣R^。因?yàn)楹罄m(xù)管線級(jí)302-30N的級(jí)輸出信號(hào)R2R^依據(jù)第一管線級(jí)301的級(jí)輸出信號(hào)&所決定，因此后續(xù)管線級(jí)30230N的級(jí)輸出信號(hào)R2R^會(huì)受修正碼P,的影響。增益誤差校正模塊320接著依據(jù)后續(xù)管線級(jí)302-30N的管線級(jí)輸出值d。廣d。N與修正碼P,估測第一管線級(jí)301的增益值的誤差。該增益誤差值表示第一管線級(jí)301的預(yù)定增益值與實(shí)際增益值的差別。與圖1的管線式ADC100的第一管線級(jí)101不同，圖3的管線式ADC300的第一管線級(jí)301更包括一預(yù)測模塊。該預(yù)測模塊產(chǎn)生至少一輔助輸出值，其中該輔助輸出值表示后續(xù)管線級(jí)302~30N不受修正碼Pi影響的管線級(jí)輸出值的部分位值，亦即當(dāng)修正碼P,為零時(shí)后續(xù)管線級(jí)302-30N的管線級(jí)輸出值。因此，除了管線級(jí)輸出值d。i外，第一管線級(jí)301更藉其預(yù)測模塊產(chǎn)生一輔助輸出值di2。對應(yīng)于第二管線級(jí)302的輔助輸出值di2接著送至增益誤差校正模塊320，而增益誤差校正模塊320依據(jù)輔助輸出值di2與管線級(jí)輸出值d。2d。N估測第一管線級(jí)301的增益誤差。增益誤差校正模塊320首先依據(jù)后續(xù)管線級(jí)302~30N的管線級(jí)輸出值d。2d。N產(chǎn)生一加權(quán)總和值。現(xiàn)有的增益誤差校正模塊會(huì)直接利用此加權(quán)總和值估計(jì)一增益誤差值。然而，本發(fā)明的增益誤差校正模塊320先自加權(quán)總和值減去對應(yīng)輔助輸出值di2的一輔助部分已得到一剩余值，再依據(jù)該剩余值估計(jì)該第一管線級(jí)301的增益誤差。與原本的加權(quán)總和值相比，前述剩余值包含較多增益誤差的信息，并且較快收斂。因此在估計(jì)同樣精確度的增益誤差估測值下，增益誤差校正模塊320需要較少的樣本，而降低了信號(hào)處理的延遲時(shí)間。圖4為依據(jù)本發(fā)明的管線式ADC300的第一管線級(jí)301的區(qū)塊圖。第一管線級(jí)301包括取樣保存電路402、次級(jí)ADC404、加法器406、次級(jí)DAC408、減法器410、放大器412、與預(yù)測模塊420。除了預(yù)測模塊420外，其它第一管線級(jí)301的模塊都與圖2的第一管線級(jí)101的對應(yīng)模塊類似。當(dāng)次級(jí)ADC404產(chǎn)生一管線級(jí)輸出值d。i后，預(yù)測模塊420依據(jù)管線級(jí)輸出值do,與級(jí)輸入信號(hào)Vin產(chǎn)生一輔助輸出值di2。預(yù)測模塊420包括一參考電壓選取器422與一次級(jí)ADC424。參考電壓選取器422依據(jù)第一管線級(jí)301的管線級(jí)輸出值d。,決定多個(gè)參考電壓Vref。次級(jí)ADC424接著將級(jí)輸入信號(hào)Vin與所述的這些參考電壓V^相比較以得到對應(yīng)于后續(xù)管線級(jí)302的輔助輸出值di2。于一實(shí)施例中，參考電壓選取器422為一査詢表(lookuptable),該查詢表的輸入為管線級(jí)輸出值dcl而輸出為輔助輸出值di2。當(dāng)依據(jù)級(jí)輸入信號(hào)Vin與管線級(jí)輸出值產(chǎn)生愈多位的輔助輸出值di2，增益誤差估測值愈快收斂，因此產(chǎn)生一特定精確度的增益誤差估測值也需要更少的樣本數(shù)。當(dāng)管線級(jí)301依據(jù)修正碼Pi處理管線級(jí)輸出值dcl時(shí)，修正碼必須轉(zhuǎn)換為模擬格式并放大到對應(yīng)于管線級(jí)輸出值dw的信號(hào)層級(jí)。一般而言，會(huì)以具電容質(zhì)c的電容以調(diào)整修正碼的信號(hào)大小。若級(jí)輸入信號(hào)的大小介于-Vr與Vr間，而修正碼的信號(hào)大小必須調(diào)整到-Vr/4至Vr/4之間，便需用具C/4的電容量的電容調(diào)整修正碼Pi的信號(hào)大小必須調(diào)整至IJ-Vr/4至Vr/4之間。圖5為于圖1的現(xiàn)有增益誤差校正模塊120中的一部分電路500。電路500包括估測電路520、乘法器508、減法器510。估測電路520包括乘法器502、累加模塊504、誤差估測電路506。估測電路520依據(jù)增益誤差校正模塊120產(chǎn)生的加權(quán)總和值產(chǎn)生一增益誤差估測值s，減法器510接著自加權(quán)總和值減去一部分PJn]xs。增益誤差校正模塊120首先依據(jù)第一管線級(jí)102的后續(xù)管線級(jí)102-10N的管線級(jí)輸出值d。2d。N產(chǎn)生一加權(quán)總和值。于一實(shí)施例中，該加權(quán)總和值依據(jù)下式所產(chǎn)生<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>(i)其中A為該加權(quán)總和值，G為管線級(jí)的預(yù)定增益值，(N-l)為后續(xù)管線級(jí)10210N的數(shù)目，d。2、d。3、…、d。N分別為后續(xù)管線級(jí)10210N的管線級(jí)輸出值。加權(quán)總和值A(chǔ)被表示為圖5的(U[n]+s^xPi[n])，其中s^是增益誤差，P,[n]為修正碼，U[n]為不被修正碼影響的部分，而n為樣本標(biāo)號(hào)。估計(jì)電路520接著依據(jù)下式由加權(quán)總和值A(chǔ)推導(dǎo)出增益誤差估計(jì)值s:、1K'"["]玩其中K為累積樣本的數(shù)目。由于P,[n]隨機(jī)產(chǎn)生且U[n]與Pi[n]無相關(guān)，因此當(dāng)樣本數(shù)K變得夠大時(shí)，"='《["]收斂至0，因而得到增益誤差估測值e。為了得到精確的增益誤差估測值s，上式需要大量的樣本才能達(dá)到收斂，造成信號(hào)處理上的遲延。若樣本數(shù)減少，上式便不收斂，因此得到的增益誤差估測值s的精確度較低。為了解決此一問題，本發(fā)明的增益誤差校正模塊320自加權(quán)總和值A(chǔ)減去對應(yīng)于輔助輸出值di2的一輔助部分以得到一剩余值，并依據(jù)該剩余值導(dǎo)出第一管線級(jí)301的增益值的誤差估計(jì)值s。因此本發(fā)明的誤差估計(jì)值s有較快的收斂速度。增益誤差校正模塊320首先依據(jù)公式(l)產(chǎn)生一加權(quán)總和值A(chǔ)，接著依據(jù)輔助輸出值產(chǎn)生di2產(chǎn)生一輔助部分B。輔助部分B依據(jù)下式所產(chǎn)生必"—G^2;(3)其中B為輔助部分，G為管線級(jí)的預(yù)定增益值，(N-2)為第二管線級(jí)302的后續(xù)管線級(jí)30330N的數(shù)目，di2為預(yù)測模塊產(chǎn)生的輔助輸出值。增益誤差校正模塊320接著自加權(quán)總和值A(chǔ)減去輔助部分B以得到剩余值。增益誤差校正模塊320接著依據(jù)下式導(dǎo)出增益誤差估測值e:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>其中A[n]由受修正碼PJn]影響的管線級(jí)輸出值d。2d。N所導(dǎo)出，B[n]由不受修正碼P,[n]影響的輔助輸出值di2所導(dǎo)出。因?yàn)锳[n]與B[n]彼此對應(yīng)地產(chǎn)生，當(dāng)以A[n]、B[n]相減后，A[n]不受修正碼P,[n]影響的主要部分被B[n]所對消，而公式(4)中的(U[n]-B[n])縮減到一個(gè)小于公式(2)中的U[n]的值。因此，公式(4)中的"=1較公式(2)中的收斂速度為快，而增益誤差校正模塊320需要較少的樣本便可得到具有相同精確度的增益誤差估計(jì)值So圖1及圖3的管線式ADC100與300的效能比較如后。增益誤差校正模塊120及320可憑借相同數(shù)目的樣本以估測第一管線級(jí)101與301的增益誤差。因?yàn)樵鲆嬲`差校正模塊320估計(jì)的增益誤差值收斂較快，增益誤差校正模塊320所得到的增益誤差估測值具有較高的精確度，而依據(jù)其增益誤差估測值進(jìn)行校正的數(shù)字輸出信號(hào)D。ut也具有較高的精確度。因此，具有本發(fā)明的預(yù)測模塊的管線式ADC300產(chǎn)生的數(shù)字輸出信號(hào)D。ut較現(xiàn)有的管線式ADC100產(chǎn)生的數(shù)字輸出信號(hào)D。^具有較高的有效位數(shù)(Effectivenumberofbits,ENOB)。雖然圖3中僅有估計(jì)第一管線級(jí)的增益誤差，一管線式ADC的其它管線級(jí)的增益誤差值亦可以類似方式估測。圖6顯示依據(jù)本發(fā)明估計(jì)多個(gè)管線級(jí)的增益誤差值的管線式ADC600。增益誤差校正模塊620將不同的修正碼P1PN-1送至管線級(jí)601~60(N-1)。因?yàn)楦鞴芫€級(jí)都有各自的預(yù)測模塊，各管線級(jí)分別產(chǎn)生其管線級(jí)輸出值d。廣d。(N.D，亦分別產(chǎn)生對應(yīng)其后續(xù)管線級(jí)的輔助輸出值di2~diN。增益誤差校正模塊620接著依據(jù)管線級(jí)輸出值d。廣d。N與輔助輸出值di2d^估計(jì)管線級(jí)60160(N-l)的增益誤差。雖然本發(fā)明提供的增益誤差估計(jì)的方法以管線式ADC的例子進(jìn)行說明，本發(fā)明的方法亦可應(yīng)用于循環(huán)式ADC以估計(jì)增益誤差。圖7為依據(jù)本發(fā)明的循環(huán)式ADC700的區(qū)塊圖，其中元件704、706、708、710、712、722、724分別與圖4的元件404、406、408、410、412、422、424功能類似，故在此不加贅述。循環(huán)式ADC700包括兩取樣保持電路702、734，開關(guān)732、以及具有類似管線級(jí)301的電路架構(gòu)的實(shí)體循環(huán)級(jí)電路730。雖然循環(huán)式ADC700邏輯上有多個(gè)級(jí)，循環(huán)式ADC700的各級(jí)共享一個(gè)實(shí)體循環(huán)級(jí)電路730。實(shí)體循環(huán)級(jí)電路730以分時(shí)多任務(wù)(timedivisionmultiplexing)的方式處理循環(huán)式ADC的各級(jí)的輸入信號(hào)。舉例來說，開關(guān)732周期性的接至節(jié)點(diǎn)736與738以將儲(chǔ)存于取樣保持電路702與734的輸入信號(hào)Vin與級(jí)輸出信號(hào)R送至實(shí)體循環(huán)級(jí)電路730以進(jìn)行處理。實(shí)體循環(huán)級(jí)電路730包括一預(yù)測模塊720，用以產(chǎn)生對應(yīng)于下一邏輯級(jí)的輔助輸出值di(k+D。循環(huán)式ADC700的增益誤差校正模塊接著依據(jù)公式(l)、(3)、(4)借著循環(huán)級(jí)輸出值d。k與輔助輸出值di(k+D產(chǎn)生其各邏輯級(jí)的增益誤差估計(jì)值。雖然圖3與圖4的實(shí)施例中僅估計(jì)管線式ADC300的第一管線級(jí)301的增益誤差值，第一管線級(jí)301的預(yù)測模塊420可應(yīng)用到管線式ADC300的其它管線級(jí)以產(chǎn)生輔助輸出值。圖3的增益誤差校正模塊320因此可依據(jù)輔助輸出值以高的收斂速度進(jìn)行增益誤差估計(jì)，因此增進(jìn)管線式ADC300的效能。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此項(xiàng)技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。權(quán)利要求1.一種模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)換器包括多個(gè)相串聯(lián)的管線級(jí)，每一管線級(jí)依據(jù)一級(jí)輸入信號(hào)導(dǎo)出一級(jí)輸出信號(hào)，并產(chǎn)生一管線級(jí)輸出值作為其后續(xù)管線級(jí)的級(jí)輸入信號(hào)，其中所述的這些管線級(jí)其中之一被選取作為一目標(biāo)管線級(jí)以估計(jì)其增益值；一增益誤差校正模塊，耦接至所述的這些管線級(jí)，產(chǎn)生一修正碼傳送至所述的目標(biāo)管線級(jí)以影響所述的目標(biāo)管線級(jí)的級(jí)輸出信號(hào)與所述的目標(biāo)管線級(jí)的多個(gè)后續(xù)管線級(jí)的多個(gè)管線級(jí)輸出值，自專屬所述的目標(biāo)管線級(jí)的一預(yù)測模塊接收至少一輔助輸出值，并依據(jù)所述的這些管線級(jí)輸出值與所述的輔助輸出值推導(dǎo)出所述的目標(biāo)管線級(jí)的所述的增益值的一誤差估測值；以及所述的預(yù)測模塊，耦接至所述的目標(biāo)管線級(jí)與所述的增益誤差校正模塊，依據(jù)所述的目標(biāo)管線級(jí)的管線級(jí)輸出值產(chǎn)生所述的輔助輸出值，其中所述的輔助輸出值不受所述的修正碼的影響。2.如權(quán)利要求1所述的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述的增益誤差校正模塊依據(jù)所述的目標(biāo)管線級(jí)的多個(gè)后續(xù)管線級(jí)的多個(gè)管線級(jí)輸出值產(chǎn)生一加權(quán)總和值，自所述的加權(quán)總和值減去對應(yīng)于所述的輔助輸出值的一輔助部分而得到一剩余值，并依據(jù)所述的剩余值產(chǎn)生所述的目標(biāo)管線級(jí)的所述的增益值的所述的誤差估測值。3.如權(quán)利要求1所述的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，每一所述的這些管線級(jí)自其級(jí)輸入信號(hào)減去其管線級(jí)輸出值以產(chǎn)生一剩余信號(hào)，并放大所述的剩余信號(hào)以得到其級(jí)輸出信號(hào)，其中所述的目標(biāo)管線級(jí)的剩余信號(hào)于被放大前先依據(jù)所述的修正碼處理過。4.如權(quán)利要求1所述的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換一模擬輸入信號(hào)為一數(shù)字輸出信號(hào)，所述的模擬輸入信號(hào)為所述的這些管線級(jí)中的第一個(gè)管線級(jí)的級(jí)輸入信號(hào)，而所述的這些管線級(jí)的所述的這些管線級(jí)輸出值共同構(gòu)成所述的數(shù)字輸出信號(hào)。5.如權(quán)利要求3所述的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述的目標(biāo)管線級(jí)包括一次級(jí)模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，數(shù)字化所述的目標(biāo)管線級(jí)的級(jí)輸入信號(hào)以產(chǎn)生所述的目標(biāo)管線級(jí)的管線級(jí)輸出值；一加法器，耦接至所述的次級(jí)模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，將所述的館輸出值與所述的修正碼相加以得到一和值；一次級(jí)數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，耦接至所述的加法器，將所述的和值由數(shù)字轉(zhuǎn)換為模擬格式以產(chǎn)生一和信號(hào)；一減法器，自所述的級(jí)輸入信號(hào)減去所述的和信號(hào)以得到所述的剩余信號(hào)；以及一放大器，依據(jù)所述的增益值放大所述的剩余信號(hào)以產(chǎn)生所述的目標(biāo)管線級(jí)的級(jí)輸出信號(hào)。6.如權(quán)利要求1所述的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述的預(yù)測模塊包括一參考電壓選取器，依據(jù)所述的目標(biāo)管線級(jí)的管線級(jí)輸出值決定多個(gè)參考電壓；以及一次級(jí)模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，耦接至所述的參考電壓選取器，比較所述的目標(biāo)管線級(jí)的級(jí)輸入信號(hào)與所述的這些參考電壓以得到所述的輔助輸出值。7.如權(quán)利要求2所述的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，為了依據(jù)所述的剩余值導(dǎo)出所述的目標(biāo)管線級(jí)的所述的增益值的所述的誤差估測值，所述的增益誤差校正模塊以所述的修正碼除所述的剩余值以得到一商值，并累積所述的商值以得到所述的目標(biāo)管線級(jí)的所述的增益值的所述的誤差估測值。8.如權(quán)利要求7所述的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述的增益誤差校正模塊依據(jù)下式產(chǎn)生所述的加權(quán)總和值<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中A為所述的加權(quán)總和值，G為所述的這些管線級(jí)的一預(yù)定增益值，(N-l)為所述的目標(biāo)管線級(jí)的后續(xù)管線級(jí)的數(shù)目，而d。2、d。3、…、d必分別為所述的這些后續(xù)管線級(jí)的管線級(jí)輸出值；而所述的增益誤差校正模塊依據(jù)下式產(chǎn)生所述的輔助部分B=《2xGw_2.其中B為所述的輔助部分，G為所述的這些管線級(jí)的一預(yù)定增益值，(N-l)為所述的目標(biāo)管線級(jí)的后續(xù)管線級(jí)的數(shù)目，而di2為所述的預(yù)測模塊產(chǎn)生的所述的輔助輸出值。9.如權(quán)利要求8所述的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述的增益誤差校正模塊依據(jù)下式產(chǎn)生所述的誤差估測值-其中s為所述的誤差估測值，A為所述的加權(quán)總和值，B為所述的輔助部分，P為所述的修正碼，n為樣本標(biāo)號(hào)，而K為累加樣本的數(shù)目。10.如權(quán)利要求1所述的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器為一管線式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器或一循環(huán)式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器。11.如權(quán)利要求l所述的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述的目標(biāo)管線級(jí)包括一電容，用以調(diào)整所述的修正碼的一電壓范圍至所述的目標(biāo)管線級(jí)的級(jí)輸入信號(hào)的電壓范圍。12.—種于模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行增益誤差校正的方法，其特征在于，所述的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括多個(gè)相串聯(lián)的管線級(jí)，每一管線級(jí)依據(jù)一級(jí)輸入信號(hào)導(dǎo)出一級(jí)輸出信號(hào)，并產(chǎn)生一管線級(jí)輸出值作為其后續(xù)管線級(jí)的級(jí)輸入信號(hào)，所述的方法包括-自所述的這些多個(gè)管線級(jí)選取其中的一目標(biāo)管線級(jí)作為估計(jì)增益值的目標(biāo)；產(chǎn)生一修正碼以使所述的目標(biāo)管線級(jí)依據(jù)所述的修正碼產(chǎn)生其級(jí)輸出信號(hào)；依據(jù)所述的目標(biāo)管線級(jí)的管線級(jí)輸出值產(chǎn)生一輔助輸出值，其中所述的輔助輸出值不受所述的修正碼的影響；依據(jù)所述的目標(biāo)管線級(jí)的多個(gè)后續(xù)管線級(jí)的多個(gè)管線級(jí)輸出值產(chǎn)生一加權(quán)總和值；自所述的加權(quán)總和值減去對應(yīng)于所述的輔助輸出值的一輔助部分而得到一剩余值；以及依據(jù)所述的剩余值產(chǎn)生所述的目標(biāo)管線級(jí)的一增益值的一誤差估測值。13.如權(quán)利要求12所述的于模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行增益誤差校正的方法，其特征在于，所述的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換一模擬輸入信號(hào)為一數(shù)字輸出信號(hào)，所述的模擬輸入信號(hào)為所述的這些管線級(jí)中的第一個(gè)管線級(jí)的級(jí)輸入信號(hào)，而所述的這些管線級(jí)的所述的這些管線級(jí)輸出值共同構(gòu)成所述的數(shù)字輸出信號(hào)。14.如權(quán)利要求12所述的于模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行增益誤差校正的方法，其特征在于，所述的目標(biāo)管線級(jí)包括一次級(jí)模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，數(shù)字化所述的目標(biāo)管線級(jí)的級(jí)輸入信號(hào)以產(chǎn)生所述的目標(biāo)管線級(jí)的管線級(jí)輸出值；一加法器，耦接至所述的次級(jí)模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，將所述的館輸出值與所述的修正碼相加以得到一和值；一次級(jí)數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，耦接至所述的加法器，將所述的和值由數(shù)字轉(zhuǎn)換為模擬格式以產(chǎn)生一和信號(hào)；一減法器，自所述的級(jí)輸入信號(hào)減去所述的和信號(hào)以得到所述的剩余信號(hào)；以及一放大器，依據(jù)所述的增益值放大所述的剩余信號(hào)以產(chǎn)生所述的目標(biāo)管線級(jí)的級(jí)輸出信號(hào)。15.如權(quán)利要求12所述的于模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行增益誤差校正的方法，其特征在于，所述的輔助輸出值的產(chǎn)生包括依據(jù)所述的目標(biāo)管線級(jí)的管線級(jí)輸出值決定多個(gè)參考電壓；以及比較所述的目標(biāo)管線級(jí)的級(jí)輸入信號(hào)與所述的這些參考電壓，以得到所述的輔助輸出值。16.如權(quán)利要求12所述的于模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行增益誤差校正的方法，其特征在于，所述的誤差估測值的產(chǎn)生包括以所述的修正碼除所述的剩余值以得到一商值；以及累積所述的商值以得到所述的目標(biāo)管線級(jí)的所述的增益值的所述的誤差估測值。17.如權(quán)利要求12所述的于模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行增益誤差校正的方法，其特征在于，所述的加權(quán)總和值依據(jù)下式產(chǎn)生<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>;其中A為所述的加權(quán)總和值，G為所述的這些管線級(jí)的一預(yù)定增益值，(N-l)為所述的目標(biāo)管線級(jí)的后續(xù)管線級(jí)的數(shù)目，而d。2、d。3、…、d。N分別為所述的這些后續(xù)管線級(jí)的管線級(jí)輸出值；而所述的輔助部分依據(jù)下式產(chǎn)生<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中B為所述的輔助部分，G為所述的這些管線級(jí)的一預(yù)定增益值，(N-l)為所述的目標(biāo)管線級(jí)的后續(xù)管線級(jí)的數(shù)目，而di2為所述的預(yù)測模塊產(chǎn)生的所述的輔助輸出值。18.如權(quán)利要求17所述的于模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行增益誤差校正的方法，其特征在于，所述的誤差估測值依據(jù)下式產(chǎn)生其中s為所述的誤差估測值，A為所述的加權(quán)總和值，B為所述的輔助部分，P為所述的修正碼，n為樣本標(biāo)號(hào)，而K為累加樣本的數(shù)目。19.如權(quán)利要求12所述的于模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行增益誤差校正的方法，其特征在于，所述的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器為一管線式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器或一循環(huán)式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器。20.如權(quán)利要求12所述的于模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行增益誤差校正的方法，其特征在于，所述的方法包括以一電容調(diào)整所述的修正碼的一電壓范圍至所述的目標(biāo)管線級(jí)的級(jí)輸入信號(hào)的電壓范圍。全文摘要本發(fā)明提供一種模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器及其進(jìn)行增益誤差校正的方法。所述的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括多個(gè)相串聯(lián)的管線級(jí)、一增益誤差校正模塊、以及一預(yù)測模塊。每一管線級(jí)依據(jù)一級(jí)輸入信號(hào)導(dǎo)出一級(jí)輸出信號(hào)，并產(chǎn)生一管線級(jí)輸出值作為其后續(xù)管線級(jí)的級(jí)輸入信號(hào)，其中這些管線級(jí)其中之一被選取作為一目標(biāo)管線級(jí)以估計(jì)其增益值。增益誤差校正模塊產(chǎn)生一修正碼傳送至目標(biāo)管線級(jí)以影響目標(biāo)管線級(jí)的級(jí)輸出信號(hào)與目標(biāo)管線級(jí)的多個(gè)后續(xù)管線級(jí)的多個(gè)管線級(jí)輸出值，自專屬目標(biāo)管線級(jí)的預(yù)測模塊接收至少一輔助輸出值，并依據(jù)這些管線級(jí)輸出值與輔助輸出值推導(dǎo)出目標(biāo)管線級(jí)的增益值的一誤差估測值。預(yù)測模塊依據(jù)目標(biāo)管線級(jí)的管線級(jí)輸出值產(chǎn)生輔助輸出值，其中輔助輸出值不受修正碼的影響。文檔編號(hào)H03M1/10GK101355362SQ20081013779公開日2009年1月28日申請日期2008年7月23日優(yōu)先權(quán)日2007年7月23日發(fā)明者杜宇軒,薛康偉申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司