本發(fā)明屬于集成電路設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及一種基于真隨機數(shù)序列的流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器動態(tài)補償裝置。

背景技術(shù)：

流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器在雷達、醫(yī)療器械、通信設(shè)備等領(lǐng)域得到大量的應(yīng)用，但是由于速度和精度的原因限制了整個系統(tǒng)的性能，主要原因在于開關(guān)的電荷注入效應(yīng)、時鐘饋通效應(yīng)、電容失配、運放的有限增益和帶寬、比較器的失調(diào)，為了提高流水線模數(shù)轉(zhuǎn)化器的速度和精度，目前常用的補償校準方法有模擬校準方法和數(shù)字校準方法，模擬校準方法主要有電容誤差平均技術(shù)、修調(diào)電容技術(shù)、子DAC輔助校準技術(shù)等。數(shù)字校準方法分為前臺數(shù)字校準方法和后臺數(shù)字校準方法，前臺數(shù)字校準方法主要有DEM校準方法、offline校準方法、piecewise校準方法等，后臺數(shù)字校準方法有碼域均衡校準方法、PN注入校準方法、split ADC校準方法等，后臺數(shù)字校準方法與前臺數(shù)字校準方法相比，具有不需要流水線轉(zhuǎn)化器停止工作便可動態(tài)補償?shù)膬?yōu)勢，模擬校準方法與數(shù)字校準方法相比，增加了電路的功耗并會帶來一定的誤差，所以目前越來越多的流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用后臺數(shù)字校準方法。

然而，目前的后臺數(shù)字校準方法中仍然存在比較器失調(diào)和電容失配的問題，從而對流水級模數(shù)轉(zhuǎn)換器的性能造成影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種基于真隨機數(shù)序列的流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器動態(tài)補償裝置，以解決目前對流水級模數(shù)轉(zhuǎn)換器進行補償校準過程中存在的比較器失調(diào)和電容失配的問題。

根據(jù)本發(fā)明實施例的第一方面，提供一種基于真隨機數(shù)的流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器動態(tài)補償裝置，包括子模數(shù)轉(zhuǎn)換器、子數(shù)模轉(zhuǎn)換器、真隨機數(shù)產(chǎn)生電路和編碼電路，其中所述真隨機數(shù)產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生真隨機數(shù)序列，并將所述真隨機數(shù)序列提供給所述子模數(shù)轉(zhuǎn)換器，以對所述子模數(shù)轉(zhuǎn)換器中比較器基準電壓輸入端對應(yīng)開關(guān)的開合進行控制；

所述子模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將輸出的數(shù)字信號提供給所述編碼電路，所述編碼電路用于根據(jù)所述數(shù)字信號生成編碼信號并將所述編碼信號提供給所述子數(shù)模轉(zhuǎn)換器，以對所述子數(shù)模轉(zhuǎn)換器中開關(guān)的開合進行控制。

在一種可選的實現(xiàn)方式中，所述隨機數(shù)產(chǎn)生電路包括快速振蕩器、慢速振蕩器、異或邏輯單元、D觸發(fā)器和譯碼單元，其中所述快速振蕩器產(chǎn)生的高頻信號與所述慢速振蕩器產(chǎn)生的低頻信號通過所述異或邏輯單元生成初級隨機數(shù)種子；所述初級隨機數(shù)種子通過所述D觸發(fā)器生成次級隨機數(shù)種子；所述次級隨機數(shù)種子與流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器中m個低級模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出信號通過所述譯碼單元生成包括k個真隨機數(shù)的所述真隨機數(shù)序列，m和k均為大于1的整數(shù)。

在另一種可選的實現(xiàn)方式中，其特征在于，2^(m+1)＝k。

在另一種可選的實現(xiàn)方式中，所述快速振蕩器和所述慢速振蕩器都包括串聯(lián)的奇數(shù)個反相器，所述串聯(lián)的奇數(shù)個反相器的輸出端連接其輸入端，且針對每個反相器，其輸出端都通過電容接地。

在另一種可選的實現(xiàn)方式中，所述快速振蕩器的輸出頻率為所述慢速振蕩器的輸出頻率的10倍。

在另一種可選的實現(xiàn)方式中，所述子模數(shù)轉(zhuǎn)換器包括多組比較器且每組比較器都對應(yīng)設(shè)置有第一組開關(guān)和第二組開關(guān)，針對每組比較器，第一組基準電壓通過所述第一組開關(guān)與該組比較器中第一比較器的第一正極端以及第二比較器的第一負極端連接，第二組基準電壓通過所述第二組開關(guān)與所述第一比較器的第一負極端以及所述第二比較器的第一正極端連接，所述真隨機數(shù)序列中依次控制所述第一組開關(guān)和所述第二組開關(guān)中各個開關(guān)開合的真隨機數(shù)順序相反；針對下一組比較器，當前比較器對應(yīng)的真隨機數(shù)序列的起始位后移一位后構(gòu)成的真隨機數(shù)序列對所述下一組比較器的第一組開關(guān)的開合進行控制。

在另一種可選的實現(xiàn)方式中，所述編碼電路用于對所述數(shù)字信號進行編碼處理，生成八組編碼信號。

在另一種可選的實現(xiàn)方式中，所述子數(shù)模轉(zhuǎn)換器包括四組電容以及針對每組電容對應(yīng)設(shè)置的開關(guān)，其中第一組電容包括并聯(lián)節(jié)點接地的多個電容，針對該第一組電容中的每個電容，都對應(yīng)設(shè)置有第一開關(guān)，該電容通過對應(yīng)的第一開關(guān)連接電壓VREFH且通過控制開關(guān)連接電壓VCM，該第一開關(guān)的開合由第一組編碼信號中的一個編碼信號控制且控制各個電容對應(yīng)第一開關(guān)開合的編碼信號不同；

第二組電容包括并聯(lián)節(jié)點接地的多個電容，針對該第二組電容中的每個電容，都對應(yīng)設(shè)置有第二開關(guān)，該電容通過對應(yīng)的第二開關(guān)連接電壓VREFL且通過所述控制開關(guān)連接電壓VCM，該第二開關(guān)的開合由第二組編碼信號中的一個編碼信號控制且控制各個電容對應(yīng)第二開關(guān)開合的編碼信號不同；

第三組電容包括并聯(lián)節(jié)點輸出模擬信號VDAP的多個電容，針對該第三組電容中的每個電容，都對應(yīng)設(shè)置有第三開關(guān)、第四開關(guān)和第五開關(guān)，該電容通過對應(yīng)的第三開關(guān)連接所述電壓VREFH，通過對應(yīng)的第四開關(guān)連接所述電壓VCM，通過對應(yīng)的第五開關(guān)連接所述電壓VREFL，通過所述控制開關(guān)連接電壓VP，該第三開關(guān)的開合由第三組編碼信號中的一個編碼信號控制且控制各個電容對應(yīng)第三開關(guān)開合的編碼信號不同，該第四開關(guān)的開合由第四組編碼信號中的一個編碼信號控制且控制各個電容對應(yīng)第四開關(guān)開合的編碼信號不同，該第五開關(guān)的開合由第五組編碼信號中的一個編碼信號控制且控制各個電容對應(yīng)第五開關(guān)開合的編碼信號不同；

第四組電容包括并聯(lián)節(jié)點輸出模擬信號VDAN的多個電容，針對該第四組電容中的每個電容，都對應(yīng)設(shè)置有第六開關(guān)、第七開關(guān)和第八開關(guān)，該電容通過對應(yīng)的第六開關(guān)連接所述電壓VREFH，通過對應(yīng)的第七開關(guān)連接所述電壓VCM，通過對應(yīng)的第八開關(guān)連接所述電壓VREFL，通過所述控制開關(guān)連接電壓VM，該第六開關(guān)的開合由第六組編碼信號中的一個編碼信號控制且控制各個電容對應(yīng)第六開關(guān)開合的編碼信號不同，該第七開關(guān)的開合由第七組編碼信號中的一個編碼信號控制且控制各個電容對應(yīng)第七開關(guān)開合的編碼信號不同，該第八開關(guān)的開合由第八組編碼信號中的一個編碼信號控制且控制各個電容對應(yīng)第八開關(guān)開合的編碼信號不同。

在另一種可選的實現(xiàn)方式中，所述裝置還包括殘差放大器，所述殘差放大器用于對所述子數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的模擬信號進行差分放大，從而得到該級模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出信號。

在另一種可選的實現(xiàn)方式中，所述殘差放大器包括運算放大器，其中所述運算放大器的兩輸入端對應(yīng)輸入所述子數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的兩模擬信號，兩輸出端都通過第一時鐘開關(guān)和控制開關(guān)連接電壓VCM并都通過所述第一時鐘開關(guān)和對應(yīng)的第一反饋電容連接其對應(yīng)的輸入端，兩輸出端通過第二時鐘開關(guān)連接且分別輸出信號VOP和VON。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明通過由真隨機數(shù)產(chǎn)生電路產(chǎn)生的真隨機數(shù)序列對子模數(shù)轉(zhuǎn)換器中比較器基準電壓輸入端對應(yīng)開關(guān)的開合進行控制，可以提高子模數(shù)轉(zhuǎn)換器中比較器輸入基準電壓的隨機性，從而可以降低子模數(shù)轉(zhuǎn)換器中比較器失調(diào)；通過由編碼電路根據(jù)真隨機數(shù)產(chǎn)生電路產(chǎn)生的真隨機數(shù)序列生成編碼信號，并由該編碼信號對子數(shù)模轉(zhuǎn)換器中開關(guān)的開合進行控制，可以提高子數(shù)模轉(zhuǎn)換器中開關(guān)開合的隨機性，從而可以降低子數(shù)模轉(zhuǎn)換器中電容失配；

2、本發(fā)明通過采用上述真隨機數(shù)產(chǎn)生電路，可以使產(chǎn)生的真隨機數(shù)序列具有隨機性、分布均勻且不重復的特點，由此可以進一步提高子模數(shù)轉(zhuǎn)換器中比較器輸入基準電壓的隨機性，從而降低子模數(shù)轉(zhuǎn)換器中比較器失調(diào)，并且采用根據(jù)該真隨機數(shù)序列生成編碼信號，對子數(shù)模轉(zhuǎn)換器中開關(guān)的開合進行控制，可以提高子數(shù)模轉(zhuǎn)換器中開關(guān)開合的隨機性，從而可以降低子數(shù)模轉(zhuǎn)換器中電容失配；

3、本發(fā)明通過使參與真隨機數(shù)序列產(chǎn)生的流水級模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出信號個數(shù)m與產(chǎn)生的真隨機數(shù)的個數(shù)k之間的關(guān)系為2^(m+1)＝k，可以進一步提高真隨機數(shù)序列產(chǎn)生的隨機性；

4、本發(fā)明通過使快速振蕩器的輸出頻率為慢速振蕩器的輸出頻率的10倍，可以進一步提高真隨機數(shù)序列產(chǎn)生的隨機性；

5、本發(fā)明在采用真隨機數(shù)序列對子模數(shù)轉(zhuǎn)換器中比較器基準電壓輸入端對應(yīng)開關(guān)進行控制時，采用上述方式控制對應(yīng)開關(guān)可以進一步提高子模數(shù)轉(zhuǎn)換器中比較器輸入基準電壓的隨機性，從而可以降低子模數(shù)轉(zhuǎn)換器中比較器失調(diào)；

6、本發(fā)明在采用編碼電路提供的編碼信號對子數(shù)模轉(zhuǎn)換器中開關(guān)的開合進行控制時，通過采用上述方式可以提高子數(shù)模轉(zhuǎn)換器中開關(guān)開合的隨機性，從而可以降低子數(shù)模轉(zhuǎn)換器中電容失配。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于真隨機數(shù)序列的流水級模數(shù)轉(zhuǎn)換器動態(tài)補償裝置的一個實施例電路示意圖；

圖2是圖1中真隨機數(shù)產(chǎn)生電路的一個實施例電路示意圖；

圖3是圖1中真隨機數(shù)產(chǎn)生電路的波形示意圖；

圖4是圖2中快速振蕩器和慢速振蕩器的一個實施例電路示意圖；

圖5是圖1中子模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一個實施例電路示意圖；

圖6是圖1中編碼電路的一個實施例電路示意圖；

圖7是圖1中子數(shù)模轉(zhuǎn)換器的一個實施例電路示意圖；

圖8是圖1中殘差放大器的一個實施例電路示意圖；

圖9是真隨機數(shù)序列示意圖。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，并使本發(fā)明實施例的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例中技術(shù)方案作進一步詳細的說明。

在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術(shù)語“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。

參見圖1，為本發(fā)明基于真隨機數(shù)序列的流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器動態(tài)補償裝置的一個實施例電路示意圖。該裝置可以包括子模數(shù)轉(zhuǎn)換器102、子數(shù)模轉(zhuǎn)換器103、真隨機數(shù)產(chǎn)生電路101、編碼電路104和殘差放大器105，其中真隨機數(shù)產(chǎn)生電路101用于產(chǎn)生真隨機數(shù)序列，并將真隨機數(shù)序列提供給子模數(shù)轉(zhuǎn)換器102，以對子模數(shù)轉(zhuǎn)換器101中比較器基準電壓輸入端對應(yīng)開關(guān)的開合進行控制；子模數(shù)轉(zhuǎn)換器102用于將輸出的數(shù)字信號提供給編碼電路104，編碼電路104用于根據(jù)數(shù)字信號生成編碼信號并將編碼信號提供給子數(shù)模轉(zhuǎn)換器103，以對子數(shù)模轉(zhuǎn)換器103中開關(guān)的開合進行控制。殘差放大器105用于對子數(shù)模轉(zhuǎn)換器103輸出的模擬信號進行差分放大，從而得到該級模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出信號VOUT。

本實施例中，流水級模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以包括串聯(lián)的多級模數(shù)轉(zhuǎn)換器，針對每級模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其可以包括圖1所示的子模數(shù)轉(zhuǎn)換器102、子數(shù)模轉(zhuǎn)換器103、真隨機數(shù)產(chǎn)生電路101、編碼電路104和殘差放大器105，其中子模數(shù)轉(zhuǎn)換器102輸入信號VIN是上一級模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出信號VP與VM的差分信號，真隨機數(shù)產(chǎn)生電路101產(chǎn)生的真隨機數(shù)序列對子模數(shù)轉(zhuǎn)換器102中比較器基準電壓輸入端對應(yīng)開關(guān)的開合進行控制，從而使子模數(shù)轉(zhuǎn)換器102中比較器輸入對應(yīng)的基準電壓，此后子模數(shù)轉(zhuǎn)換器102可以將信號VP和信號VM分別與對應(yīng)的基準電壓進行比較，從而輸出對應(yīng)的數(shù)字信號，并將對應(yīng)的數(shù)字信號提供給編碼電路104。編碼電路104可以采用溫度計編碼的方式，其在接收到數(shù)字信號后，可以對該數(shù)字信號進行編碼處理，從而生成編碼信號并將該編碼信號輸出給子數(shù)模轉(zhuǎn)換器103，由該編碼信號對子數(shù)模轉(zhuǎn)換器103中開關(guān)的開合進行控制。此后，子數(shù)模轉(zhuǎn)換器103在編碼信號的控制下輸出模擬信號，并將模擬信號提供給殘差放大器105。殘差放大器105對該模擬信號進行差分放大，從而得到該級模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出信號VOUT。

由上述實施例可見，本發(fā)明通過由真隨機數(shù)產(chǎn)生電路產(chǎn)生的真隨機數(shù)序列對子模數(shù)轉(zhuǎn)換器中比較器基準電壓輸入端對應(yīng)開關(guān)的開合進行控制，可以提高子模數(shù)轉(zhuǎn)換器中比較器輸入基準電壓的隨機性，從而可以降低子模數(shù)轉(zhuǎn)換器中比較器失調(diào)；通過由編碼電路根據(jù)真隨機數(shù)產(chǎn)生電路產(chǎn)生的真隨機數(shù)序列生成編碼信號，并由該編碼信號對子數(shù)模轉(zhuǎn)換器中開關(guān)的開合進行控制，可以提高子數(shù)模轉(zhuǎn)換器中開關(guān)開合的隨機性，從而可以降低子數(shù)模轉(zhuǎn)換器中電容失配。

參見圖2，為圖1中真隨機數(shù)產(chǎn)生電路的一個實施例電路示意圖。該真隨機數(shù)產(chǎn)生電路101可以包括快速振蕩器201、慢速振蕩器202、異或邏輯單元203、D觸發(fā)器204、時鐘電路205和譯碼單元206，其中所述快速振蕩器201產(chǎn)生的高頻信號與所述慢速振蕩器202產(chǎn)生的低頻信號通過所述異或邏輯單元203生成初級隨機數(shù)種子；所述初級隨機數(shù)種子通過所述D觸發(fā)器204生成次級隨機數(shù)種子；所述次級隨機數(shù)種子與流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器中m個低級模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出信號DB<1>,……,DB<m>通過所述譯碼單元206生成包括k個真隨機數(shù)的所述真隨機數(shù)序列TR<1:k>，m和k均為大于1的整數(shù)，且m和k滿足2^(m+1)＝k。時鐘電路205可以向D觸發(fā)器204和譯碼單元206提供時鐘信號。

本發(fā)明通過采用上述真隨機數(shù)產(chǎn)生電路，可以使產(chǎn)生的真隨機數(shù)序列具有隨機性、分布均勻且不重復的特點，由此可以進一步提高子模數(shù)轉(zhuǎn)換器中比較器輸入基準電壓的隨機性，從而降低子模數(shù)轉(zhuǎn)換器中比較器失調(diào)，并且采用根據(jù)該真隨機數(shù)序列生成編碼信號，對子數(shù)模轉(zhuǎn)換器中開關(guān)的開合進行控制，可以提高子數(shù)模轉(zhuǎn)換器中開關(guān)開合的隨機性，從而可以降低子數(shù)模轉(zhuǎn)換器中電容失配。此外，本發(fā)明通過使參與真隨機數(shù)序列產(chǎn)生的流水級模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出信號個數(shù)m與產(chǎn)生的真隨機數(shù)的個數(shù)k之間的關(guān)系為2^(m+1)＝k，可以進一步提高真隨機數(shù)序列產(chǎn)生的隨機性。

本實施例中，參見圖3中真隨機數(shù)產(chǎn)生電路的波形圖，其工作過程如下：

快速振蕩器201和慢速振蕩器202上電后起振，快速振蕩器201產(chǎn)生高頻信號，慢速振蕩器202產(chǎn)生低頻信號，經(jīng)過異或邏輯單元203后產(chǎn)生初級隨機數(shù)種子。時鐘電路205上電后向D觸發(fā)器204提供時鐘信號，D觸發(fā)器204對初級隨機數(shù)種子進行采樣，D觸發(fā)器204輸出次級隨機數(shù)種子。時鐘電路205向譯碼單元206提供時鐘信號，流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器中m個低級模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出信號DB<1>,……,DB<m>與次級隨機數(shù)種子作為譯碼單元206的輸入信號，通過譯碼單元205輸出的信號是真隨機數(shù)序列。

另外，該快速振蕩器201和慢速振蕩器202的結(jié)構(gòu)相同，如圖4所示，其都可以包括串聯(lián)的奇數(shù)個反相器INV1,INV2,……,INVN(即N為奇數(shù))，該串聯(lián)的奇數(shù)個反相器的輸出端連接其輸入端。例如，反相器INV1的輸入端為該串聯(lián)的奇數(shù)個反相器的輸入端，反相器INVN的輸出端作為該串聯(lián)的奇數(shù)個反相器的輸出端，則該反相器INVN的輸出端連接反相器INV1的輸入端，并且反相器INV1的輸出端連接其下一反相器INV2的輸入端，反相器INVN的輸入端連接其上一反相器INVN-1的輸出端。針對每個反相器，其輸出端都通過電容接地。例如，反相器INV1的輸出端通過電容CAP1接地，反相器INV2的輸出端通過電容CAP2接地，反相器INVN的輸出端通過電容CAPN接地。為了進一步保證真隨機數(shù)的隨機性，快速振蕩器201的輸出頻率為慢速振蕩器202的輸出頻率的10倍。需要注意的是：上述快速振蕩器和慢速振蕩器是相對而言的，并非指定某個振蕩頻率段的振蕩器，且流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器中m個低級模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以為從流水級模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端開始的m個模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

參見圖5，為圖1中子模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一個實施例電路示意圖。該子模數(shù)轉(zhuǎn)換器102可以包括多組比較器且每組比較器對應(yīng)設(shè)置有第一組開關(guān)和第二組開關(guān)，針對每組比較器，第一組基準電壓通過所述第一組開關(guān)與該組比較器中第一比較器的第一正極端以及第二比較器的第一負極端連接，第二組基準電壓通過所述第二組開關(guān)與所述第一比較器的第一負極端以及所述第二比較器的第一正極端連接，所述真隨機數(shù)序列中依次控制所述第一組開關(guān)和所述第二組開關(guān)中各個開關(guān)開合的真隨機數(shù)順序相反；針對下一組比較器，當前比較器對應(yīng)的真隨機數(shù)序列的起始位后移一位后構(gòu)成的真隨機數(shù)序列對所述下一組比較器的第一組開關(guān)的開合進行控制。本發(fā)明在采用真隨機數(shù)序列對子模數(shù)轉(zhuǎn)換器中比較器基準電壓輸入端對應(yīng)開關(guān)進行控制時，采用上述方式控制對應(yīng)開關(guān)可以進一步提高子模數(shù)轉(zhuǎn)換器中比較器輸入基準電壓的隨機性，從而可以降低子模數(shù)轉(zhuǎn)換器中比較器失調(diào)。

本實施例中，子模數(shù)轉(zhuǎn)換器102可以包括k組比較器，每組比較器中都可以包括兩個比較器且對應(yīng)設(shè)置有第一組開關(guān)和第二組開關(guān)，電阻分壓網(wǎng)絡(luò)由2k+1個電阻串聯(lián)連接，將VREFH與VREFL之間的電壓均勻分成2k個基準電壓Vrefn1,……,Vrefnk和Vrefp1,……,Vrefpk，其中基準電壓Vrefn1,……,Vrefnk構(gòu)成第一組基準電壓，Vrefp1,……,Vrefpk構(gòu)成第二組基準電壓。

以由第一比較器301和第二比較器301N組成的一組比較器為例，第一基準電壓Vrefn1,……,Vrefnk通過第一組開關(guān)與該組比較器中第一比較器301的第一正極端以及第二比較器301N的第一負極端連接，第二組基準電壓Vrefp1,……,Vrefpk通過第二組開關(guān)與該組比較器中第一比較器301的第一負極端以及第二比較器301N的第一正極端連接，真隨機數(shù)序列中依次控制第一組開關(guān)中各個開關(guān)開合的真隨機數(shù)為TR<1>,TR<2>,……,TR<k-1>,TR<k>，真隨機數(shù)序列中依次控制第二組開關(guān)中各個開關(guān)開合的真隨機數(shù)序列為TR<k>,TR<k-1>,……,TR<2>,TR<1>。此外，該第一比較器301的第二正極端連接信號VP，第二負極端連接信號VM，且輸出數(shù)字信號X<1>、Z<1>和Y<1>；該第二比較器301N的第二正極端連接信號VP，第二負極端連接信號VM，且輸出數(shù)字信號XN<1>、ZN<1>和YN<1>。

又以由第一比較器302和第二比較器302N組成的一組比較器為例，第一基準電壓Vrefn1,……,Vrefnk通過第一組開關(guān)與該組比較器中第一比較器302的第一正極端以及第二比較器302N的第一負極端連接，第二組基準電壓Vrefp1,……,Vrefpk通過第二組開關(guān)與該組比較器中第一比較器302的第一負極端以及第二比較器302N的第一正極端連接，真隨機數(shù)序列中依次控制第一組開關(guān)中各個開關(guān)開合的真隨機數(shù)為TR<2>,TR<3>,……,TR<k>,TR<1>，真隨機數(shù)序列中依次控制第二組開關(guān)中各個開關(guān)開合的真隨機數(shù)序列為TR<1>,TR<k>,……,TR<3>,TR<2>，由此可見，相比于上一組比較器，采用真隨機數(shù)序列控制該組比較器的第一組開關(guān)時，將控制上一組比較器中第一組開關(guān)的真隨機數(shù)序列的起始位后移了一位。此外，該第一比較器302的第二正極端連接信號VP，第二負極端連接信號VM，且輸出數(shù)字信號X<2>、Z<2>和Y<2>；該第二比較器302N的第二正極端連接信號VP，第二負極端連接信號VM，且輸出數(shù)字信號XN<2>、ZN<2>和YN<2>。由此，子模數(shù)轉(zhuǎn)換器102可以輸出六組數(shù)字信號：X<1:k>、XN<1:k>、Z<1:k>、ZN<1:k>、Y<1:k>和YN<1:k>。

參見圖6，為圖1中編碼電路的一個實施例電路示意圖。該編碼電路104可以對子模數(shù)轉(zhuǎn)換器102輸出的六組數(shù)字信號X<1:k>、XN<1:k>、Z<1:k>、ZN<1:k>、Y<1:k>和YN<1:k>，進行溫度計編碼和執(zhí)行邏輯運算操作，從而輸出八組編碼信號SHP<1:k/2>、SHM<1:k/2>、SH<1:k>、SM<1:k>、SL<1:k>、SHN<1:k>、SMN<1:k>和SLN<1:k>。

參見圖7，為圖1中子數(shù)模轉(zhuǎn)換器的一個實施例電路示意圖。該子數(shù)模轉(zhuǎn)換器103可以四組電容以及針對每組電容對應(yīng)設(shè)置的開關(guān)，其中第一組電容可以包括并聯(lián)節(jié)點接地AGND的多個電容Ca1～Cak/2，針對該第一組電容中的每個電容，對應(yīng)設(shè)置有第一開關(guān)，該電容通過對應(yīng)的第一開關(guān)連接電壓VREFH且通過控制開關(guān)SW連接電壓VCM，該第一開關(guān)的開合由第一組編碼信號SHP<1:k/2>中的一個編碼信號控制且控制各個電容對應(yīng)第一開關(guān)開合的編碼信號不同。以第一組電容中的電容Ca1為例，該電容Ca1的一端與該第一組電容中其他電容并聯(lián)且接地AGND，另一端通過對應(yīng)的第一開關(guān)連接電壓VREFH且通過控制開關(guān)SW連接電壓VCM，該電容Ca1對應(yīng)的第一開關(guān)的開合由第一組編碼信號中的編碼信號SHP<1>控制。需要注意的是：該電壓VCM可以為電壓VREFH與VREFL的差值的一半。

第二組電容可以包括并聯(lián)節(jié)點接地AGND的多個電容Cb1～Cbk/2，針對該第二組電容中的每個電容，對應(yīng)設(shè)置有第二開關(guān)，該電容通過對應(yīng)的第二開關(guān)連接電壓VREFL且通過所述控制開關(guān)SW連接電壓VCM，該第二開關(guān)的開合由第二組編碼信號SHM<1:k/2>中的一個編碼信號控制且控制各個電容對應(yīng)第二開關(guān)開合的編碼信號不同。以第一組電容中的電容Cb1為例，該電容Cb1的一端與該第二組電容中其他電容并聯(lián)且接地AGND，另一端通過對應(yīng)的第二開關(guān)連接電壓VREFH且通過控制開關(guān)SW連接電壓VCM，該電容Cb1對應(yīng)的第一開關(guān)的開合由第二組編碼信號中的編碼信號SHM<1>控制。

第三組電容包括并聯(lián)節(jié)點輸出模擬信號VDAP的多個電容Cp1～Cpk，針對該第三組電容中的每個電容，都對應(yīng)設(shè)置有第三開關(guān)、第四開關(guān)和第五開關(guān)，該電容通過對應(yīng)的第三開關(guān)連接所述電壓VREFH，通過對應(yīng)的第四開關(guān)連接所述電壓VCM，通過對應(yīng)的第五開關(guān)連接所述電壓VREFL，通過所述控制開關(guān)SW連接電壓VP，該第三開關(guān)的開合由第三組編碼信號SH<1:k>中的一個編碼信號控制且控制各個電容對應(yīng)第三開關(guān)開合的編碼信號不同，該第四開關(guān)的開合由第四組編碼信號SM<1:k>中的一個編碼信號控制且控制各個電容對應(yīng)第四開關(guān)開合的編碼信號不同，該第五開關(guān)的開合由第五組編碼信號SL<1:k>中的一個編碼信號控制且控制各個電容對應(yīng)第五開關(guān)開合的編碼信號不同。

以第三組電容中的電容Cp1為例，該電容Cp1通過對應(yīng)的第三開關(guān)連接所述電壓VREFH，通過對應(yīng)的第四開關(guān)連接所述電壓VCM，通過對應(yīng)的第五開關(guān)連接所述電壓VREFL，通過所述控制開關(guān)SW連接電壓VP，該電容Cp1對應(yīng)第三開關(guān)的開合由組編碼信號SH<1>控制，對應(yīng)第四開關(guān)的開合由編碼信號SM<1>控制，對應(yīng)第五開關(guān)的開合由編碼信號SL<1>控制。

第四組電容包括并聯(lián)節(jié)點輸出模擬信號VDAN的多個電容Cn1～Cnk，針對該第四組電容中的每個電容，都對應(yīng)設(shè)置有第六開關(guān)、第七開關(guān)和第八開關(guān)，該電容通過對應(yīng)的第六開關(guān)連接所述電壓VREFH，通過對應(yīng)的第七開關(guān)連接所述電壓VCM，通過對應(yīng)的第八開關(guān)連接所述電壓VREFL，通過所述控制開關(guān)SW連接電壓VM，該第六開關(guān)的開合由第六組編碼信號SHN<1:k>中的一個編碼信號控制且控制各個電容對應(yīng)第六開關(guān)開合的編碼信號不同，該第七開關(guān)的開合由第七組編碼信號SMN<1:k>中的一個編碼信號控制且控制各個電容對應(yīng)第七開關(guān)開合的編碼信號不同，該第八開關(guān)的開合由第八組編碼信號SLN<1:k>中的一個編碼信號控制且控制各個電容對應(yīng)第八開關(guān)開合的編碼信號不同。

以第四組電容中的電容Cn1為例，該電容Cn1通過對應(yīng)的第三開關(guān)連接所述電壓VREFH，通過對應(yīng)的第六開關(guān)連接所述電壓VREFH，通過對應(yīng)的第七開關(guān)連接所述電壓VCM，通過對應(yīng)的第八開關(guān)連接所述電壓VREFL，通過所述控制開關(guān)SW連接電壓VM，該第六開關(guān)的開合由編碼信號SHN<1>控制，該第七開關(guān)的開合由編碼信號SMN<1>控制，該第八開關(guān)的開合由編碼信號SLN<1>控制。

本發(fā)明在采用編碼電路提供的編碼信號對子數(shù)模轉(zhuǎn)換器中開關(guān)的開合進行控制時，通過采用上述方式可以提高子數(shù)模轉(zhuǎn)換器中開關(guān)開合的隨機性，從而可以降低子數(shù)模轉(zhuǎn)換器中電容失配。

參見圖8，為圖1中殘差放大器的一個實施例電路示意圖。該殘差放大器可以包括運算放大器，其中所述運算放大器的兩輸入端對應(yīng)輸入所述子數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的兩模擬信號VDAP和VDAN，兩輸出端都通過第一時鐘開關(guān)SW1和控制開關(guān)SW連接電壓VCM并都通過所述第一時鐘開關(guān)SW1和對應(yīng)的第一反饋電容Cc1或Cc2連接其對應(yīng)的輸入端，兩輸出端通過第二時鐘開關(guān)SW2連接且分別輸出信號VOP和VON至下一級模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

參見圖9，為真隨機數(shù)序列示意圖，真隨機數(shù)產(chǎn)生電路工作過程如下：

步驟1：在t₁時刻，真隨機數(shù)產(chǎn)生電路正常工作，輸出信號TR<1:k>，在t₁～t₂期間，TR<1:k>中只有一個信號為高電平“1”，其余均為低電平“0”。

步驟2：在t₂～t₃期間，TR<2>為高電平“1”，脈寬為t₀，其余為低電平“0”；在t₄～t₅期間，TR<1>為高電平“1”，脈寬為t₀，其余為低電平“0”；在t₆～t₇期間，TR<k>為高電平“1”，脈寬為t₀，其余為低電平“0”；在t₈～t₉期間，TR<k-1>為高電平“1”，脈寬為t₀，其余為低電平“0”。

步驟3：在t_e時刻，真隨機數(shù)產(chǎn)生電路停止工作。

真隨機數(shù)序列TR<1:k>滿足隨機性，均勻性和不重復的特征，控制子模數(shù)轉(zhuǎn)換器的開關(guān)，當為高電平“1”時，相應(yīng)的開關(guān)導通，對應(yīng)的基準電壓輸入比較器中，具有隨機性，減小了比較器失調(diào)對流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的影響。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實踐這里公開的發(fā)明后，將容易想到本發(fā)明的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本發(fā)明的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本發(fā)明的一般性原理并包括本發(fā)明未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識或慣用技術(shù)手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當理解的是，本發(fā)明并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。