專利名稱：用于數(shù)字到模擬以及模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器的數(shù)字補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用反函數(shù)(anti-function)校正數(shù)字地補(bǔ)償信號轉(zhuǎn)換器的方法和系統(tǒng)，具體地，涉及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明還延伸到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)換器，例如數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)，可以通過具有校正DAC的混合信號模擬解決方案來校準(zhǔn)校正線性誤差，從而補(bǔ)償隨機(jī)和系統(tǒng)誤差。在該方法中，將主DAC的輸出與基準(zhǔn)或理想輸出進(jìn)行比較。兩者之間的差值產(chǎn)生了被傳送到校正DAC的信號，使其輸出來驅(qū)動該差值趨向于零。盡管該方法對誤差的減小有所作用，但其引入了其它缺點(diǎn)。其需要利用模擬和數(shù)字元件的混合信號解決方案，這就增加了復(fù)雜性。此外，必須嚴(yán)密地監(jiān)測這兩個DAC，以使環(huán)境條件能夠?qū)@兩個DAC起到相似的影響，例如對于溫度的變化具有相同的改變。由于設(shè)計(jì)的互連和分區(qū)(partition)，還使得系統(tǒng)的規(guī)模更大。對于模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)存在相同的問題。
圖9示出了用于補(bǔ)償數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器誤差的一種典型現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)，其中主DAC90附加有校正DAC92、比較器94、求和電路96和SAR(逐次近似寄存器)邏輯98。在操作中，比較器94將DAC90的輸出與理想?yún)⒖贾颠M(jìn)行比較。SAR邏輯向校正DAC92提供輸入以驅(qū)動求和電路96，使比較器94檢測到的差值最小。在求和器96中將DAC92的輸出與DAC90的輸出相加并送回比較器94。如之前的背景中所述，該方法的問題之一在于DAC92和90必須匹配，以便它們對相同的外界條件有相似的響應(yīng)，例如處理、電壓、溫度(PVT)等條件。此外，還存在附加的DAC及其相關(guān)電路的費(fèi)用和復(fù)雜性的問題。再有其還使用了混合信號的方法，這增加了復(fù)雜性和成本。
美國專利號US6,292,125公開了一種用于數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)和方法，其提供了一種準(zhǔn)確和可靠的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換方案。還系統(tǒng)公開了一種DAC，包括具有相關(guān)數(shù)字規(guī)模的多個模擬權(quán)重。通過接收二進(jìn)制輸入、從模擬權(quán)重中搜索所選定權(quán)重來進(jìn)行轉(zhuǎn)換，所述轉(zhuǎn)換具有相關(guān)聯(lián)的數(shù)字規(guī)模，然后輸出所選定模擬權(quán)重的總和。該美國專利的問題在于由于利用不同權(quán)重的部件限制了構(gòu)成。本領(lǐng)域的技術(shù)人員均知道，采用不同的規(guī)模用于匹配目的是不成功的實(shí)踐。該限制導(dǎo)致二次影響的退化，例如溫度和電壓系數(shù)不匹配，這對于高性能設(shè)計(jì)也很重要。還存在較大存儲器的需要，以存儲用于每一個組件的權(quán)重，這對于具有許多構(gòu)成組件的構(gòu)造尤其如此，例如具有2N個組件的串行DAC，或如另一個美國專利文獻(xiàn)US5,969,657所公開的，這使得轉(zhuǎn)換器的權(quán)重(weight)過于龐大和復(fù)雜。權(quán)重的變換也變得更加復(fù)雜。
另一個美國專利號US6,456,112公開了一種用于校準(zhǔn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)，使用預(yù)數(shù)字誤差校正碼，直接反映了模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的每一級的作用。由從輸入信號提供一個或多個預(yù)數(shù)字誤差校正碼來操作系統(tǒng)，通過使用0或1輸出將所述預(yù)數(shù)字誤差校正碼與轉(zhuǎn)移電壓表達(dá)式進(jìn)行比較，以改進(jìn)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的精度和標(biāo)度(calibration)。然而，該專利的問題在于，誤差碼沒有表示信號中的完整誤差。此外，該系統(tǒng)對模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)字信號的誤差直接進(jìn)行補(bǔ)償。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有反函數(shù)校準(zhǔn)的改進(jìn)的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)系統(tǒng)和方法。本發(fā)明還針對提供一種具有反函數(shù)校準(zhǔn)的改進(jìn)的數(shù)字補(bǔ)償模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種改進(jìn)的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)系統(tǒng)和方法，以完全數(shù)字地校正誤差函數(shù)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種改進(jìn)的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)系統(tǒng)和方法，其成本較低，需要較少的互連組件和模擬元件，并且極大的減少對匹配元件的需要，以避免由于不同元件對變化條件響應(yīng)而引起的誤差。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種改進(jìn)的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)系統(tǒng)和方法，消除了附加校正DAC的需要以及需要匹配校正DAC和主DAC的特性以便補(bǔ)償溫度或其它條件變化的附件。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種改進(jìn)的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠集成為單一的單元，使對于例如晶片制作工藝梯度和封裝應(yīng)力效應(yīng)的拓?fù)湫?yīng)的設(shè)計(jì)敏感度最小，并且對于連通敏感度具有更高的可靠性。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有反函數(shù)校準(zhǔn)的改進(jìn)的數(shù)字補(bǔ)償?shù)男盘栟D(zhuǎn)換器系統(tǒng)和方法。
如所附的權(quán)利要求所述，本發(fā)明的特征在于一種數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，包括數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，以及用于存儲與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)相對應(yīng)的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)的存儲設(shè)備。反函數(shù)處理器將反函數(shù)數(shù)字系數(shù)施加到數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸入，從而對數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)進(jìn)行數(shù)字補(bǔ)償。
在模擬的角度，以較低的復(fù)雜性即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，并且通過將數(shù)字輸入施加到DAC反函數(shù)數(shù)字處理器以預(yù)處理數(shù)字輸入來補(bǔ)償DAC的誤差函數(shù)從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的更可靠的補(bǔ)償，并且還實(shí)現(xiàn)通過測量具有已知輸入的DAC的輸出，從測量出的輸出來確定DAC的誤差函數(shù)，并將誤差函數(shù)與適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)表達(dá)式相結(jié)合以產(chǎn)生反函數(shù)數(shù)字系數(shù)，能夠產(chǎn)生這些數(shù)字系數(shù)。可以將多種數(shù)字化的基函數(shù)用于創(chuàng)建反(誤差)函數(shù)，用于補(bǔ)償DAC傳遞函數(shù)誤差。在數(shù)學(xué)領(lǐng)域公知的多種數(shù)字化基函數(shù)，或能夠從數(shù)學(xué)教科書例如Prentice Hall 1966出版的“Linear System Theory”，W.J.Rugh，第二版中推導(dǎo)得到。
迄今，沒有系統(tǒng)或方法依賴于以下事實(shí)通過使用單個數(shù)字基函數(shù)完全表示數(shù)字信號的誤差，以產(chǎn)生數(shù)字反函數(shù)系數(shù)，從而在數(shù)字信號進(jìn)入用于轉(zhuǎn)換的DAC之前預(yù)處理數(shù)字信號?？梢允褂谜换瘮?shù)來描述信號，其中最通常使用的正交基函數(shù)之一是傅立葉級數(shù)和傅立葉變換，快速傅立葉變換(FFT)技術(shù)廣泛用于現(xiàn)實(shí)中的時域/頻域信號分析。對于數(shù)字信號，Radamacher函數(shù)或Walsh函數(shù)更加有用。本申請所使用和所述的數(shù)字基函數(shù)是非基于時間的基函數(shù)，例如，非FFT，但是具體地是涉及到實(shí)際轉(zhuǎn)換器傳遞函數(shù)，即，模擬轉(zhuǎn)換器信號電平作為轉(zhuǎn)換器碼。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，可以具有反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)，用于產(chǎn)生反函數(shù)數(shù)字系數(shù)。反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)可以包括反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器和開關(guān)設(shè)備，以便在校正模式中將數(shù)字反函數(shù)處理器與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器互連，并在校準(zhǔn)模式中將反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器互連。反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其輸入與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的輸出相連；以及反函數(shù)產(chǎn)生器，用于在校準(zhǔn)模式中將選定的代碼通過開關(guān)設(shè)備傳送到數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，并接收來自模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器輸出的模擬輸出的數(shù)字表示。反函數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)包括存儲設(shè)備，用于存儲所產(chǎn)生的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)。反函數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)包括微處理器。
在一個實(shí)施例中，優(yōu)選地，數(shù)字基函數(shù)是具有多部分輸出電平的傳遞函數(shù)。在另一個實(shí)施例中，基函數(shù)是線性傳遞函數(shù)或正交基函數(shù)。理想地，通過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器測量與所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的輸出相連的模擬電平來提供反函數(shù)系數(shù)，從而產(chǎn)生提供到所述反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器的數(shù)字信號。
在一個實(shí)施例中，反函數(shù)產(chǎn)生器包括算術(shù)邏輯單元(ALU)和控制邏輯，其中具有實(shí)現(xiàn)多個數(shù)字基函數(shù)以提供所述反函數(shù)數(shù)字系數(shù)的裝置和具有反函數(shù)系數(shù)存儲器的任意存儲設(shè)備?？刂七壿嫲ㄑb置，用于將控制信號提供到所述反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器，以及將選通信號提供到所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
在另一個實(shí)施例中，系統(tǒng)包括用于使所述校準(zhǔn)模式多次重新運(yùn)行的裝置，以減少所述校正模式期間的誤差。
本發(fā)明的另一方面提供了一種數(shù)字補(bǔ)償?shù)哪M數(shù)字轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器；用于存儲與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)相對應(yīng)的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)的存儲設(shè)備；以及反函數(shù)處理器，用于將所產(chǎn)生的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)施加到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出，從而數(shù)字地補(bǔ)償模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)。
在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種數(shù)字補(bǔ)償?shù)男盘栟D(zhuǎn)換器系統(tǒng)，包括信號轉(zhuǎn)換器；用于存儲與信號轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)相對應(yīng)的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)的存儲設(shè)備；以及反函數(shù)處理器，用于將所產(chǎn)生的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)施加到信號轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號上，從而數(shù)字地補(bǔ)償信號轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)。
本發(fā)明的特征還在于，一種數(shù)字補(bǔ)償數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的方法，包括接收用于數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸入數(shù)據(jù)，并提供從數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)推導(dǎo)出并且與數(shù)字輸入數(shù)據(jù)相對應(yīng)的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)。將反函數(shù)數(shù)字系數(shù)施加到數(shù)字輸入數(shù)據(jù)以預(yù)處理數(shù)字輸入數(shù)據(jù)，從而補(bǔ)償數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)。反函數(shù)數(shù)字系數(shù)的提供包括產(chǎn)生誤差函數(shù)。產(chǎn)生誤差函數(shù)包括將數(shù)字輸入碼提供到數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器測量數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的對應(yīng)輸出并實(shí)質(zhì)上根據(jù)所測量到的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的輸出來計(jì)算誤差函數(shù)。提供反函數(shù)數(shù)字系數(shù)包括選擇數(shù)字基函數(shù)，從基函數(shù)和誤差函數(shù)計(jì)算與所提供的數(shù)字輸入碼相對應(yīng)的至少一個反函數(shù)數(shù)字系數(shù)。
本發(fā)明的特征還在于，一種產(chǎn)生用于數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)的方法，包括選擇數(shù)字基函數(shù)，并向數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器提供數(shù)字輸入碼。測量與輸入碼相對應(yīng)的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的輸出。實(shí)質(zhì)上根據(jù)所測量的輸出和誤差函數(shù)來計(jì)算數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)，并根據(jù)反函數(shù)數(shù)字系數(shù)來計(jì)算數(shù)字基函數(shù)。
本發(fā)明的特征還在于，一種數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，包括數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器；以及反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)，用于計(jì)算與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)相對應(yīng)的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)。其中具有反函數(shù)處理器，用于將反函數(shù)數(shù)字系數(shù)施加到數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸入，從而數(shù)字地補(bǔ)償數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)包括反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器；以及開關(guān)設(shè)備，用于在校正模式中將數(shù)字反函數(shù)處理器與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器互連，并在校準(zhǔn)模式中將反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器互連。該反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其輸入與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的輸出相連；以及反函數(shù)產(chǎn)生器，用于在校準(zhǔn)模式中將選定的碼通過開關(guān)傳送到數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，并接收來自模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的從數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器輸出的模擬輸出的詳細(xì)表示。反函數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)包括微處理器。
本發(fā)明還提供了一種數(shù)字補(bǔ)償?shù)哪M數(shù)字轉(zhuǎn)換器的方法，包括步驟接收用于模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號數(shù)據(jù)；提供從模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)推導(dǎo)出并且與數(shù)字信號數(shù)據(jù)相對應(yīng)的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)；以及將反函數(shù)數(shù)字系數(shù)施加到所述數(shù)字輸入數(shù)據(jù)以預(yù)處理所述數(shù)字輸入數(shù)據(jù)，從而補(bǔ)償所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)。
在本發(fā)明另一方面，提供了一種數(shù)字補(bǔ)償信號轉(zhuǎn)換器的方法，包括接收用于信號轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號數(shù)據(jù)；提供從信號轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)推導(dǎo)出并且與數(shù)字信號數(shù)據(jù)相對應(yīng)的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)；以及將反函數(shù)數(shù)字系數(shù)施加到所述數(shù)字信號數(shù)據(jù)以預(yù)處理所述數(shù)字信號數(shù)據(jù)，從而補(bǔ)償所述信號轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)。
本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)程序，包括用于使計(jì)算機(jī)程序執(zhí)行上述方法至少之一或全部步驟的程序指令，其可以體現(xiàn)為記錄介質(zhì)、載體信號或只讀存儲器。


根據(jù)以下優(yōu)選實(shí)施例和附圖，能夠向本領(lǐng)域技術(shù)人員說明其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的簡化方框圖；圖2是圖1的數(shù)字反函數(shù)電路的更詳細(xì)的方框圖；圖3A是示出了除圖2的數(shù)字反函數(shù)電路以外的反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)的更全面的方框圖；圖3B是示出了圖3A的數(shù)字反函數(shù)電路和反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)的可選結(jié)構(gòu)的方框圖；圖3C是示出了圖3A的數(shù)字反函數(shù)電路和反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)的另一結(jié)構(gòu)的方框圖；
圖3D是示出了圖3A的數(shù)字反函數(shù)電路和反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)的另一結(jié)構(gòu)的方框圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)方法的流程圖，以獲得反函數(shù)數(shù)字系數(shù)；圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的通過應(yīng)用反函數(shù)數(shù)字系數(shù)進(jìn)行的校正方法的流程圖；圖6是未校正的DAC輸出傳遞函數(shù)、理想線性傳遞函數(shù)以及誤差和反函數(shù)的演示；圖7是反函數(shù)處理器電路的示意方框圖，用于將校正的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)加到復(fù)原(recondition)的DAC數(shù)字輸入；圖8是反函數(shù)產(chǎn)生器的示意方框圖，用于產(chǎn)生校正的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)；圖9是使用校正DAC來校正主DAC的現(xiàn)有技術(shù)電路的方框圖；圖10是單級模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)的方框圖；圖11是典型多級ADC結(jié)構(gòu)的方框圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字補(bǔ)償?shù)哪M數(shù)字轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的簡化方框圖；圖13是圖12的數(shù)字反函數(shù)電路的更詳細(xì)的方框圖；圖14是示出了除圖13的數(shù)字反函數(shù)電路以外的反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)的更全面的方框圖。
具體實(shí)施例方式
除下述一個或多個優(yōu)選實(shí)施例以外，本發(fā)明可以有其它實(shí)施例并且能夠按照各種方式執(zhí)行或?qū)嵺`。因此，注意本發(fā)明并不局限于下文所述或附圖所演示的舉例說明的構(gòu)造細(xì)節(jié)和組件的布局。此外，為了簡明，只將對DAC的數(shù)字輸入進(jìn)行數(shù)字補(bǔ)償?shù)膶?shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。可以理解，可以以與DAC相反的方式，對傳統(tǒng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)字信號使用本發(fā)明。在兩種情況下，可以通過數(shù)字轉(zhuǎn)換器信號的數(shù)字補(bǔ)償來補(bǔ)償誤差函數(shù)。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字補(bǔ)的償數(shù)字模擬(DAC)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)10，包括具有要補(bǔ)償?shù)膫鬟f函數(shù)(未示出)的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器12；以及數(shù)字反函數(shù)電路14，該電路將數(shù)字輸入X1與DAC12阻斷，在將X1作為輸入X2傳送到DAC12之前進(jìn)行預(yù)處理，以補(bǔ)償DAC12的誤差函數(shù)。因此DAC系統(tǒng)10的傳遞函數(shù)實(shí)質(zhì)上恰好是DAC12所希望的傳遞函數(shù)。當(dāng)通過數(shù)字校準(zhǔn)測量并補(bǔ)償DAC誤差時，在校準(zhǔn)中能夠包括DAC參考路徑中的誤差和DAC輸出與選定的ADC檢測點(diǎn)(sense point)之間的任意附加誤差源。這使得DAC校準(zhǔn)能夠吸收并補(bǔ)償相關(guān)的誤差源。
反函數(shù)電路14用于數(shù)字地提供補(bǔ)償傳遞函數(shù)，以便利用數(shù)字、量化的基函數(shù)來實(shí)質(zhì)上減少或去除數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)。本發(fā)明的反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器是一個系統(tǒng)，用于測量模擬信號誤差函數(shù)，實(shí)質(zhì)上是利用基函數(shù)來計(jì)算DAC12誤差函數(shù)的量化反函數(shù)并存儲合成的系數(shù)。
數(shù)字反函數(shù)電路14可以包括圖2的反函數(shù)處理器16和存儲器18。存儲器18或其它存儲設(shè)備存儲與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器12的誤差函數(shù)相對應(yīng)的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)。反函數(shù)處理器16將儲存裝置或存儲器18中的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)用于數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器12，以便數(shù)字地補(bǔ)償數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器12的誤差函數(shù)。
此外，還包括反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)20，如圖3A所示，該系統(tǒng)包括反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器22，而它包括例如存儲器24的設(shè)備和微處理器26。還包括開關(guān)電路28和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器30。在校正模式中，開關(guān)28將反函數(shù)處理器16的輸出X’1傳送到DAC12的輸入。如前所述，反函數(shù)處理器16使用存儲在儲存裝置或存儲器18中的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)。當(dāng)在線路32上傳送校準(zhǔn)信號時，在校準(zhǔn)模式中實(shí)現(xiàn)這些操作，校準(zhǔn)模式涉及反函數(shù)產(chǎn)生器22，線路34上的旁路信號使開關(guān)28停止從反函數(shù)處理器16向DAC12提供輸入X’1，而代之以提供輸出X”1。此時，反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器22通過開關(guān)28向DAC12提供數(shù)字碼；模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器30測量DAC12的模擬輸出，并在線路34上向反函數(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生器22提供數(shù)字信號。這里，將所測量的DAC12的輸出與理想輸出進(jìn)行比較，誤差函數(shù)系數(shù)或者在此時或者當(dāng)?shù)玫剿械拇a和測量時產(chǎn)生。反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器22根據(jù)存儲在儲存器24中的誤差函數(shù)來計(jì)算反函數(shù)數(shù)字系數(shù)，并通過反函數(shù)處理器16將它們提供到存儲器18中以便存儲。當(dāng)去除了校準(zhǔn)信號時，則開關(guān)28能夠?qū)⒎春瘮?shù)處理器16的輸出X’1直接施加到DAC12上。
盡管在圖3A中將反函數(shù)數(shù)字系數(shù)存儲在儲存裝置或存儲器18中，當(dāng)需要時由反函數(shù)處理器16提供，這不是本發(fā)明必須的限制，例如，如圖3B所示，可以根據(jù)需要由圖3B的反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器22a產(chǎn)生反函數(shù)數(shù)字系數(shù)并當(dāng)請求時將其直接提供到反函數(shù)處理器16。在這種情況下，通常，儲存器24a不存儲DAC12輸出的測量值，而是存儲這些測量值的誤差函數(shù)，該誤差函數(shù)經(jīng)過計(jì)算并存儲在存儲器24中。當(dāng)利用代碼請求并識別時，檢索這些誤差函數(shù)系數(shù)的任意一個或多個并使之與基函數(shù)相結(jié)合，以便在實(shí)質(zhì)上計(jì)算反函數(shù)數(shù)字系數(shù)。代替誤差函數(shù)，將來自DAC12的測量輸出的原始數(shù)據(jù)存儲在儲存器24a中，在這種情況下，將反函數(shù)系數(shù)的計(jì)算之前的誤差函數(shù)的第一次計(jì)算作用作為所需要的基函數(shù)。圖3B所示的該方法消除了較大存儲器或存儲器18的需要，但需要更大的儲存器24a，以便存儲原始數(shù)據(jù)或測量數(shù)據(jù)，或可選地，誤差函數(shù)。還需要更大的處理能力，以便當(dāng)每一次反函數(shù)處理器16進(jìn)行新請求時，計(jì)算系數(shù)。
現(xiàn)在參考圖3C到3D，示出了本發(fā)明的可選實(shí)施例。在這些實(shí)施例中，執(zhí)行反函數(shù)校準(zhǔn)而無需由多路復(fù)用器28。反函數(shù)產(chǎn)生器22b、22c包括通過控制反函數(shù)系數(shù)來寫輸出X2的功能。例如，具有一組系數(shù)，使X2＝X1。在另一個實(shí)例中，通過反函數(shù)產(chǎn)生器22b、22c，X2可以是可控的，以便將需要的數(shù)據(jù)提供到DAC12。盡管圖3A和3B示出了其中需要開關(guān)或多路復(fù)用器28的系統(tǒng)，以便區(qū)分校準(zhǔn)模式和校正模式，但這不是本發(fā)明必須的限制。圖3C和3D所示的系統(tǒng)使用了反函數(shù)產(chǎn)生器22b、22c以便向DAC12提供數(shù)字代碼。由ADC30b、30c測量DAC12的模擬輸出，并且將數(shù)字信號分別提供到反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器22b、22c。
盡管圖3C中將反函數(shù)數(shù)字系數(shù)存儲在存儲設(shè)備18中，在圖3D中，它們由反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器22c根據(jù)需要來產(chǎn)生。
使用圖3A的本發(fā)明的操作方法涉及兩種模式校準(zhǔn)模式和校正模式。圖4示出了校準(zhǔn)模式，其中步驟40首先選擇基函數(shù)和具體代碼，之后，在步驟42進(jìn)行關(guān)于是否已經(jīng)測量了所有反函數(shù)代碼的比較。如果沒有，在將下一個代碼44傳送到DAC12之后測量DAC12的輸出并允許足夠的穩(wěn)定(settling)時間，然后，在步驟46實(shí)質(zhì)上計(jì)算并存儲誤差函數(shù)。在步驟48中增加反函數(shù)代碼計(jì)數(shù)器48，系統(tǒng)再次返回步驟42，或繼續(xù)，直到測量的所有的反函數(shù)碼。之后，在步驟50查詢是否已經(jīng)計(jì)算了所有的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)。如果沒有，則在步驟52根據(jù)所存儲的誤差函數(shù)和所選定的基函數(shù)來計(jì)算下一個反函數(shù)數(shù)字系數(shù)。然后，在步驟54存儲反函數(shù)數(shù)字系數(shù)，并在步驟56中增加反函數(shù)數(shù)字系數(shù)計(jì)數(shù)器。繼續(xù)該操作，直到計(jì)算了所有反函數(shù)數(shù)字系數(shù)，此時如58所示完成了系統(tǒng)。如前所示，無需預(yù)先存儲誤差函數(shù)并且無需預(yù)先計(jì)算和存儲系數(shù)，而寧可需要根據(jù)圖3B所示的要求來進(jìn)行。
在圖5的校正模式中，系統(tǒng)在步驟60接收例如X1的DAC數(shù)字輸入數(shù)據(jù)，然后在步驟62從存儲器中檢索對應(yīng)的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)。在步驟64將這些反函數(shù)數(shù)字系數(shù)應(yīng)用到數(shù)字輸入數(shù)據(jù)X1，以獲得校正的數(shù)字輸入數(shù)據(jù)X2。然后，在步驟66，將校正的數(shù)字輸入數(shù)據(jù)施加到DAC。按照這種方式，預(yù)處理了DAC的輸入，以補(bǔ)償DAC的誤差函數(shù)。
參考圖6能夠更容易地理解不同的函數(shù)，其中示出了未校正的DAC輸出70和理想線性傳遞函數(shù)72?？梢允褂每蛇x的傳遞函數(shù)，例如對數(shù)傳遞函數(shù)?？梢杂糜贒AC12中的傳統(tǒng)線性傳遞函數(shù)方程1是Y＝n*[(Vref+-Vref-)/2N]+Vref-方程1其中Y＝DAC輸出電平n＝DAC代碼N＝DAC的分辨率兩者的差值確定了誤差函數(shù)74。產(chǎn)生反函數(shù)或反誤差函數(shù)76，以補(bǔ)償誤差函數(shù)74，并導(dǎo)致DAC的輸出更加逼近理想線性傳遞函數(shù)72。因此，通過反函數(shù)76預(yù)處理輸入，來補(bǔ)償誤差函數(shù)。利用數(shù)字基函數(shù)來產(chǎn)生誤差函數(shù)，以便近似需要的形狀，例如在圖6中，使用了五段直線近似來演示號技術(shù)，其中每一段直線80、82、84、86和88是傳遞函數(shù)的部分的輸出電平的部分，可以利用y＝mx+c形式的線性方程來定義。從上述方程1可以理解，表達(dá)式[(Vref+-Vref-)/2N]表示與DAC碼相乘的斜率M。
在圖7中，由標(biāo)號110來表示反函數(shù)產(chǎn)生器的實(shí)現(xiàn)的方框圖。該實(shí)現(xiàn)包括算術(shù)邏輯單元(ALU)111、控制邏輯112和可選存儲設(shè)備或存儲器113。存儲設(shè)備113是可選的，如果存在，則可以是反函數(shù)產(chǎn)生存儲器或反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器存儲器。
本領(lǐng)域技術(shù)人員回理解，取決于選定的基函數(shù)，可以使用反函數(shù)產(chǎn)生器110的各種實(shí)現(xiàn)?？刂七壿?12能夠用于實(shí)現(xiàn)多個函數(shù)?？梢允褂么泻筒⑿兴惴ǎ鶕?jù)基函數(shù)所需運(yùn)算可以通過包括更多基本算法塊(加法器、減法器、乘法器、除法器)來并行地進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算。輸出X2可表示為由加法器/減法器塊114產(chǎn)生，但也可以表示為由乘法器/除法器塊115產(chǎn)生。
在圖8中，示出了反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器的實(shí)現(xiàn)的方框圖，由標(biāo)號100表示。其包括ALU101、控制邏輯102、校準(zhǔn)碼存儲塊103和可選存儲器104?？刂七壿?02向其它塊提供控制信號并向ADC30、30b、30c提供選通信號?？赏ㄟ^與圖7相似的形式，由專用邏輯實(shí)現(xiàn)圖8所示的塊，或可通過編程通用處理器或數(shù)字信號處理器(DSP)來實(shí)現(xiàn)圖8所示的塊。
在實(shí)際中，電子設(shè)備噪聲和電磁干擾可能會將誤差引入校準(zhǔn)步驟的精度。在圖8的實(shí)現(xiàn)中，校準(zhǔn)檢查可以用于監(jiān)控校準(zhǔn)的精度。通過提供在確定的校準(zhǔn)周期的校準(zhǔn)循環(huán)能夠發(fā)起重新校準(zhǔn)。校準(zhǔn)周期能夠運(yùn)行多次以去除隨機(jī)或偽誤差，這些誤差從第一校準(zhǔn)周期就可被存儲在校準(zhǔn)系數(shù)種。輸出x1對x2的分辨率是一個設(shè)計(jì)變量。利用比需要更大的轉(zhuǎn)換器分辨率能夠更精確地校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換器，即，對于DAC校準(zhǔn)而言x2的分辨率大于x1的分辨率，而對于ADC則相反。
可以用于近似必要反誤差函數(shù)的形狀的其它基函數(shù)可包括多項(xiàng)式方程，例如更高階的多項(xiàng)式方程。
模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)執(zhí)行數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)的逆?zhèn)鬟f函數(shù)。圖10示出了通常由標(biāo)號120表示的單級ADC結(jié)構(gòu)圖，包括采樣保持電路121(不是必須，但傳統(tǒng)使用)；DAC函數(shù)123；和數(shù)字狀態(tài)機(jī)124，用于驅(qū)動DAC并使用從比較器122獲得的COMPOUT，根據(jù)判定來決定模擬輸入信號電平。ADC數(shù)字除數(shù)信號DOUT可以與DAC輸入信號DACDATA相同，也可以不同。如果DAC分辨率N1與ADC分辨率N2相同，則它們通常是相同的。因此，盡管圖10同時示出了DACDATA和DOUT，也可以只需要DACDATA。盡管存在ADC構(gòu)造的多種形式，例如德耳塔-西格馬構(gòu)造，然而，在簡單結(jié)構(gòu)中，DAC123、比較器函數(shù)122和數(shù)字狀態(tài)機(jī)124都是公用的。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，ADC線性傳遞函數(shù)誤差與DAC傳遞函數(shù)中的誤差強(qiáng)相關(guān)。
在另一個實(shí)施例中，圖11示出了通常由標(biāo)號130表示的多級ADC方框圖。例如是流水線或大多數(shù)也是德耳塔-西格馬ADC拓?fù)涞亩嗉堿DC使用傳統(tǒng)公知子轉(zhuǎn)換器132、133、135、136和137來進(jìn)行操作，以便結(jié)合采樣保持電路131和數(shù)字求和邏輯134來提供多級。剩余模擬信號從一級通往另一級，用于進(jìn)一步的轉(zhuǎn)換。最終轉(zhuǎn)換的輸出信號與級的總和(可能是數(shù)字校正或合并(merge))形式相對應(yīng)。所述數(shù)字校準(zhǔn)系統(tǒng)和方法在構(gòu)造與電路實(shí)現(xiàn)獨(dú)立，可以用于單級或多級拓?fù)?。ADC還能夠以非常相似但相反的方法將數(shù)字傳遞函數(shù)校準(zhǔn)用于DAC，以獲得希望的ADC系統(tǒng)傳遞函數(shù)。
圖12和13示出了典型的ADC120，具有通常由標(biāo)號140所示的數(shù)字反函數(shù)校正電路14，其實(shí)質(zhì)上與圖1的DAC相反。反函數(shù)校正電路包括如DAC實(shí)施例中所述的數(shù)字反函數(shù)處理器16和可選存儲器18?？梢岳斫?，以上述詳細(xì)的DAC系統(tǒng)和方法的所有輔助特點(diǎn)均適用于ADC系統(tǒng)和方法。
圖14示出了具有數(shù)字反函數(shù)校正的ADC系統(tǒng)140。已知的模擬信號源需要用來將模擬校準(zhǔn)信號傳送到ADC120。虛線141所示的同步/控制信號需要用來在適當(dāng)?shù)臅r間更新數(shù)字。如果例如基準(zhǔn)時鐘的公共同步源獨(dú)立計(jì)時，則不需要同步。在DAC校準(zhǔn)模式下，反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器22能夠計(jì)算相對于所需傳遞函數(shù)的誤差函數(shù)。注意，由用于ADC的模擬信號來定義傳遞函數(shù)，如果需要，可以慎重地將其用于校準(zhǔn)非線性TF。模擬信號精度是校準(zhǔn)限制，主要考慮例如熱、高斯或白噪聲的電噪聲和例如電磁干擾(EMI)的非電噪聲。利用該系統(tǒng)和技術(shù)。能夠在具體設(shè)計(jì)的分辨率和范圍內(nèi)數(shù)字補(bǔ)償ADc120的傳遞函數(shù)(TF)，以實(shí)質(zhì)上獲得希望的傳遞函數(shù)?？梢岳斫猓枰炕⒗斫庥糜跍y量DAC反函數(shù)校準(zhǔn)所需輸出電平的ADC120的傳遞函數(shù)和轉(zhuǎn)換噪聲，以便建立在具體系統(tǒng)實(shí)施例中將會實(shí)現(xiàn)的校準(zhǔn)。
參考附圖所述的本發(fā)明的實(shí)施例包括計(jì)算機(jī)設(shè)備和/或在計(jì)算機(jī)設(shè)備中執(zhí)行的處理。例如，通過與存儲器相連的數(shù)字信號處理器(DSP)引擎、微控制器或數(shù)字狀態(tài)機(jī)(取決于應(yīng)用)能夠執(zhí)行反函數(shù)數(shù)字系數(shù)的產(chǎn)生。將用于產(chǎn)生反函數(shù)系數(shù)的參數(shù)的指令存儲在例如EPROM的存儲器中。取決于所需的應(yīng)用，能夠提供或編程用于DSP引擎的函數(shù)的邏輯實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明還擴(kuò)展到計(jì)算機(jī)程序，具體計(jì)算機(jī)程序，以執(zhí)行存儲為或適于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的載體的指令，例如C++。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，程序可以是源代碼、目標(biāo)代碼或代碼中間源的形式，或例如部分符合形式或適于在根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)現(xiàn)中使用的任意形式的目標(biāo)代碼。載體可包括存儲介質(zhì)，諸如CD ROM的ROM，例如軟盤或硬盤的磁記錄介質(zhì)。載體可以是通過電纜、光纜或通過無線電或其它裝置傳輸?shù)碾娮踊蚬庑盘枴?br> 盡管在一些圖中示出了本發(fā)明的具體特點(diǎn)而沒有在其它圖中示出，這是為了方便，只將每一個特點(diǎn)與根據(jù)本發(fā)明的任意或所有其它特點(diǎn)相結(jié)合，要廣泛和全面地解釋這里使用的詞匯“包括(including或comprising)”和“具有(having或with)”，并不將其局限于任意的物理互連。此外，沒有將主題應(yīng)用中公開的任何實(shí)施例作為僅有可能的實(shí)施例。
本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解其它實(shí)施例并且包括在以下權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，包括數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器；存儲設(shè)備，用于存儲與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)相對應(yīng)的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)；以及反函數(shù)處理器，用于將產(chǎn)生的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)施加到數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸入，從而數(shù)字地補(bǔ)償數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其特征在于還包括反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)，用于產(chǎn)生所述反函數(shù)數(shù)字系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其特征在于所述反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其輸入與所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的輸出相連，所述反函數(shù)產(chǎn)生器用于在校準(zhǔn)模式中將選定的代碼通過開關(guān)設(shè)備傳送到所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，并接收來自所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的由數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的模擬輸出的數(shù)字表示。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其特征在于所述反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)包括反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器；以及開關(guān)設(shè)備，用于在校正模式中將所述數(shù)字反函數(shù)處理器與所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器互連，并在校準(zhǔn)模式中將所述反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器與所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器互連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其特征在于所述反函數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)包括存儲設(shè)備，用于存儲所產(chǎn)生的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其特征在于所述反函數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)包括微處理器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其特征在于根據(jù)與數(shù)字輸入數(shù)據(jù)相對應(yīng)的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)來產(chǎn)生反函數(shù)數(shù)字系數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其特征在于誤差函數(shù)和數(shù)字基函數(shù)用于計(jì)算反函數(shù)數(shù)字系數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其特征在于數(shù)字基函數(shù)是具有多部分輸出電平的傳遞函數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其特征在于基函數(shù)是線性傳遞函數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其特征在于數(shù)字基函數(shù)是正交基函數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其特征在于通過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器測量與所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的模擬輸出來提供所述反函數(shù)系數(shù)，從而產(chǎn)生提供到所述反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器的數(shù)字信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其特征在于所述反函數(shù)產(chǎn)生器包括算術(shù)邏輯單元(ALU)和控制邏輯，其具有實(shí)現(xiàn)多個數(shù)字基函數(shù)以提供所述反函數(shù)數(shù)字系數(shù)的裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其特征在于所述反函數(shù)產(chǎn)生器還包括具有反函數(shù)系數(shù)存儲器的可選存儲設(shè)備。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其特征在于所述控制邏輯包括提供這樣一種裝置，其用于將控制信號提供到所述反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器，以及將選通信號提供到所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
16.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括用于使所述校準(zhǔn)模式多次重新運(yùn)行的裝置，以減少所述校正模式期間的誤差。
17.一種數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，包括數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器；反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)，用于產(chǎn)生與數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)相對應(yīng)的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)；以及反函數(shù)處理器，用于將反函數(shù)數(shù)字系數(shù)施加到數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸入，從而數(shù)字地補(bǔ)償數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其特征在于所述反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)包括反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器；以及開關(guān)設(shè)備，用于在校正模式中將所述數(shù)字反函數(shù)處理器與所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器互連，并在校準(zhǔn)模式中將所述反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器與所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器互連。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其特征在于所述反函數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其輸入與所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的輸出相連，所述反函數(shù)產(chǎn)生器用于在所述校準(zhǔn)模式中將選定的代碼通過所述開關(guān)設(shè)備傳送到所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，并接收來自所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的由所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的模擬輸出的數(shù)字表示。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的數(shù)字補(bǔ)償?shù)臄?shù)字模擬轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，其特征在于所述反函數(shù)產(chǎn)生器系統(tǒng)包括微處理器。
21.一種數(shù)字補(bǔ)償?shù)哪M數(shù)字轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)，包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器；存儲設(shè)備，用于存儲與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)相對應(yīng)的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)；以及反函數(shù)處理器，用于將產(chǎn)生的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)施加到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出，從而數(shù)字地補(bǔ)償模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)。
22.一種數(shù)字補(bǔ)償?shù)男盘栟D(zhuǎn)換器系統(tǒng)，包括信號轉(zhuǎn)換器；存儲設(shè)備，用于存儲與信號轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)相對應(yīng)的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)；以及反函數(shù)處理器，用于將所產(chǎn)生的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)施加到信號轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號，從而數(shù)字地補(bǔ)償信號轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)。
23.一種數(shù)字補(bǔ)償數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的方法，包括接收用于數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸入數(shù)據(jù)；提供從數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)推導(dǎo)出的并且與數(shù)字輸入數(shù)據(jù)相對應(yīng)的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)；以及將反函數(shù)數(shù)字系數(shù)施加到所述數(shù)字輸入數(shù)據(jù)以預(yù)處理所述數(shù)字輸入數(shù)據(jù)，從而補(bǔ)償所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于提供反函數(shù)數(shù)字系數(shù)的步驟包括產(chǎn)生誤差函數(shù)。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于產(chǎn)生所述誤差函數(shù)包括將數(shù)字輸入碼提供到所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，測量所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的對應(yīng)輸出并根據(jù)所測量的所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的輸出來計(jì)算所述誤差函數(shù)。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于提供反函數(shù)數(shù)字系數(shù)包括選擇數(shù)字基函數(shù)，以及從所述數(shù)字基函數(shù)和誤差函數(shù)計(jì)算與所提供的數(shù)字輸出碼相對應(yīng)的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于還包括步驟在存儲設(shè)備中存儲所述反數(shù)字系數(shù)。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于還包括步驟測量所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的模擬輸出；提供模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器以從所述模擬輸出產(chǎn)生數(shù)字信號；以及將所述數(shù)字信號提供到反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于還包括步驟將已校準(zhǔn)的控制信號提供到所述反函數(shù)系數(shù)產(chǎn)生器，以及將選通信號提供到所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于還包括附加步驟在校準(zhǔn)模式中，在確定校準(zhǔn)周期的校準(zhǔn)循環(huán)中使用所述已校準(zhǔn)的控制信號，其中所述校準(zhǔn)周期至少運(yùn)行一次。
31.一種產(chǎn)生用于數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)的方法，包括選擇數(shù)字基函數(shù)；向數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器提供數(shù)字輸入碼；測量與輸入碼相對應(yīng)的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的輸出；根據(jù)所測量的輸出來計(jì)算數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)；以及根據(jù)誤差函數(shù)和數(shù)字基函數(shù)來計(jì)算反函數(shù)數(shù)字系數(shù)。
32.一種數(shù)字補(bǔ)償模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的方法，包括步驟接收用于模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號數(shù)據(jù)；提供從模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)推導(dǎo)出來的并且與數(shù)字信號數(shù)據(jù)相對應(yīng)的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)；以及將反函數(shù)數(shù)字系數(shù)施加到所述數(shù)字輸入數(shù)據(jù)以預(yù)處理所述數(shù)字輸入數(shù)據(jù)，從而補(bǔ)償所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)。
33.一種數(shù)字補(bǔ)償信號轉(zhuǎn)換器的方法，包括接收用于信號轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號數(shù)據(jù)；提供從信號轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)推導(dǎo)出來并且與數(shù)字信號數(shù)據(jù)相對應(yīng)的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)；以及將反函數(shù)數(shù)字系數(shù)施加到所述數(shù)字信號數(shù)據(jù)以預(yù)處理所述數(shù)字信號數(shù)據(jù)，從而補(bǔ)償所述信號轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)。
34.一種計(jì)算機(jī)程序，包括用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求23到33任一的方法的程序。
35.一種根據(jù)權(quán)利要求34所述體現(xiàn)在記錄介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序。
36.一種根據(jù)權(quán)利要求34所述體現(xiàn)在載體信號上的計(jì)算機(jī)程序。
37.一種根據(jù)權(quán)利要求34所述體現(xiàn)在只讀存儲器上的計(jì)算機(jī)程序。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)字地補(bǔ)償信號轉(zhuǎn)換器并且具體是數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)和方法，包括接收用于數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸入數(shù)據(jù)，并提供從數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)推導(dǎo)出來并與數(shù)字輸入數(shù)據(jù)相對應(yīng)的反函數(shù)數(shù)字系數(shù)，將反函數(shù)數(shù)字系數(shù)施加到數(shù)字輸入數(shù)據(jù)以預(yù)處理數(shù)字輸入數(shù)據(jù)，從而補(bǔ)償數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的誤差函數(shù)。本發(fā)明可擴(kuò)展到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
文檔編號H03M1/10GK1703832SQ03825457
公開日2005年11月30日 申請日期2003年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月27日
發(fā)明者丹尼斯·A·登姆普西, 托馬斯·G·奧德懷爾, 奧利弗·詹姆士·布倫男, 艾倫·沃爾什, 都鐸·維內(nèi)爾納 申請人:阿納洛格裝置公司