專利名稱：最小化模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的偏移誤差的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般來(lái)說(shuō)涉及集成電路且更具體來(lái)說(shuō)涉及一種用于此類電路中的電流感 測(cè)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器具有某種偏移誤差。偏移誤差是模擬輸入處的所測(cè)量電壓與理想 電壓之間的差異，所述差異在輸出處產(chǎn)生中級(jí)碼。存在用以最小化偏移誤差的已知技 術(shù)，例如對(duì)稱設(shè)計(jì)與布局及自動(dòng)偏移誤差補(bǔ)償技術(shù)。即使在使用此類方法時(shí)，設(shè)計(jì)中 仍存在某種偏移誤差。通常，實(shí)施在CMOS中的良好設(shè)計(jì)的差分模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器可 具有約100 nV的溫度相依偏移誤差。在某些應(yīng)用中，模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器結(jié)果隨著時(shí)間 累積。在此情況下，偏移誤差的量將累積，因此導(dǎo)致結(jié)果中的顯著誤差，尤其是當(dāng)模 擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入電平在一段長(zhǎng)的時(shí)間為非常低的情況下。。
用于自動(dòng)偏移誤差抵消的現(xiàn)存方法補(bǔ)償每一樣本中的偏移誤差，舉例來(lái)說(shuō)，通過(guò) 首先在取樣電容器中累加所述偏移誤差且然后以減去所述偏移誤差的方式每一結(jié)果對(duì) 信號(hào)電平進(jìn)行取樣。然而，已知當(dāng)利用所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器達(dá)一長(zhǎng)時(shí)間周期時(shí)，此偏 移誤差抵消方法可不準(zhǔn)確，因?yàn)槠普`差可累積。此通常是電池系統(tǒng)中燃料測(cè)量的情 形。所需要的是用于減小模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的偏移誤差的更有效方法。所述系統(tǒng)應(yīng)該 是成本高效、易于實(shí)施且能適應(yīng)現(xiàn)存系統(tǒng)的。
本發(fā)明滿足此種需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明揭示一種與模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器一起使用的方法及系統(tǒng)。所述方法及系統(tǒng)包含 提供對(duì)輸入信號(hào)的第一轉(zhuǎn)換。在所述第一轉(zhuǎn)換中，給所述輸入信號(hào)加上偏移誤差以提
6供第一結(jié)果。所述方法及系統(tǒng)進(jìn)一步包括提供對(duì)所述輸入信號(hào)的第二轉(zhuǎn)換。在所述第 二轉(zhuǎn)換中，從所述輸入信號(hào)中減去偏移誤差以提供第二結(jié)果。然后，將所述第一結(jié)果 與第二結(jié)果組合以大致移除所述偏移誤差。
根據(jù)本發(fā)明的一種系統(tǒng)及方法補(bǔ)償在許多樣本上累積的偏移誤差，從而在偏移誤 差補(bǔ)償中實(shí)現(xiàn)更高的準(zhǔn)確性。對(duì)于CMOS中的一個(gè)實(shí)施方案，用于自動(dòng)偏移誤差抵消 的現(xiàn)存方法能夠?qū)崿F(xiàn)大約100 pV的偏移誤差等級(jí)，而根據(jù)本發(fā)明的方法可將累積偏移 誤差減小到約1 mV。


圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的電流感測(cè)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的框圖。
圖2是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明將模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的累積偏移誤差減小到非常低
的值的流程圖。
圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的極性切換器。
圖4是利用根據(jù)本發(fā)明的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)的框圖。
圖5是圖解說(shuō)明提供對(duì)極性切換的控制的軟件程序的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明一般來(lái)說(shuō)涉及集成電路且更具體來(lái)說(shuō)涉及一種用于此類電路中的電流感 測(cè)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。提供以下說(shuō)明旨在使所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員能夠制作且使用本發(fā) 明，且根據(jù)專利申請(qǐng)案及其要求來(lái)提供所述說(shuō)明。所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員將容易地明 了對(duì)本文所述優(yōu)選實(shí)施例及一般原理及特征的各種修改。因此，并不打算將本發(fā)明局 限于所示實(shí)施例，而是將賦予其與本文所述的原理及特征相一致的最廣泛范圍。
電流感測(cè)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的概述
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的電流感測(cè)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器100的框圖。模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器 100具有標(biāo)題為"電流感測(cè)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器及使用方法(Current sensing analog to digital converter and method of use)"的第11/467,502號(hào)美國(guó)申請(qǐng)案中所說(shuō)明的許多特征，所 述申請(qǐng)案受讓予本發(fā)明的受讓人且其全部?jī)?nèi)容并入本文中。
模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器100用于對(duì)流過(guò)外部感測(cè)電阻器R翻102的充電或放電電流進(jìn) 行取樣。模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器100可以是例如微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、數(shù)碼 相機(jī)、PDA等各種裝置的一部分。在一個(gè)實(shí)施例中，模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器100是8位微 控制器的一部分。來(lái)自R感測(cè)102的樣本由2-A調(diào)制器(sigma delta modulator) 104經(jīng) 由極性切換器110進(jìn)行處理。在對(duì)上文所識(shí)別的專利申請(qǐng)案的改進(jìn)(稍后將在本申請(qǐng) 案中詳細(xì)說(shuō)明)中，模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器100也耦合到調(diào)制器104、十中抽一取樣濾波器 106a及106b及控制與狀態(tài)寄存器112的極性切換器110。
調(diào)制器104產(chǎn)生過(guò)取樣噪聲整形(多數(shù)噪聲能量在高頻率中)信號(hào)(通常所述信號(hào)為1位)。根據(jù)此信號(hào)，CDAC濾波器106的兩個(gè)十中抽一取樣濾波器106a及106b 移除帶外噪聲并減小數(shù)據(jù)速率以實(shí)現(xiàn)高分辨率信號(hào)。
兩個(gè)十中抽一取樣濾波器106a及106b產(chǎn)生兩個(gè)數(shù)據(jù)值，分別是瞬時(shí)電流及累積 電流。所述瞬時(shí)電流具有以較低的分辨率為代價(jià)的短轉(zhuǎn)換時(shí)間。所述累積電流輸出提 供用于庫(kù)侖計(jì)數(shù)的電流測(cè)量。所述累積電流的轉(zhuǎn)換時(shí)間可經(jīng)配置以相對(duì)于轉(zhuǎn)換時(shí)間換 取準(zhǔn)確性。
模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器100還提供規(guī)則電流檢測(cè)。所述規(guī)則電流檢測(cè)將來(lái)自轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù) 對(duì)照由用戶規(guī)定的充電/放電閾值電平進(jìn)行比較。為節(jié)約電力，提供其中用戶經(jīng)由控制 與狀態(tài)寄存器112來(lái)配置規(guī)則電流取樣間隔的特殊模式。模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器100那么在 一個(gè)實(shí)施例中執(zhí)行四個(gè)瞬時(shí)電流轉(zhuǎn)換(前三個(gè)轉(zhuǎn)換是虛擬轉(zhuǎn)換以確保十中抽一取樣濾 波器106a及106b的恰當(dāng)穩(wěn)定(settling))且經(jīng)由電流比較器114將最后的轉(zhuǎn)換值與 由用戶規(guī)定的閾值電平進(jìn)行比較。如果所述值高于所述閾值，那么給予睡眠的控制器 (未顯示)醒來(lái)信號(hào)且給予針對(duì)瞬時(shí)電流及規(guī)則電流的中斷。如果所述值不高于所述 閾值，那么在重新開始之前關(guān)閉調(diào)制器104及十中抽一取樣濾波器106某些時(shí)間。用 戶規(guī)定調(diào)制器104及濾波器106應(yīng)關(guān)閉的時(shí)間周期。此在小充電或放電電流流動(dòng)時(shí)允 許省電模式中的超低功率操作。模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器106濾波器完全從瞬時(shí)電流及累積電 流且在檢測(cè)到規(guī)則電流時(shí)產(chǎn)生對(duì)轉(zhuǎn)換的中斷。
如上文已說(shuō)明，當(dāng)使用模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器時(shí)會(huì)出現(xiàn)偏移誤差，且需要最小化此偏移 誤差以改善模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的準(zhǔn)確性。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)及方法通過(guò)補(bǔ)償在許多樣本 上累積的偏移誤差來(lái)最小化偏移誤差，從而在偏移誤差補(bǔ)償中實(shí)現(xiàn)更高的準(zhǔn)確性。為 更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的特征，現(xiàn)在結(jié)合附圖參考以下說(shuō)明。
圖2是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明將模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的累積偏移誤差減小到非常低 的值的流程圖。
在第一狀態(tài)中，以給第一結(jié)果加上因轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的偏移誤差的方式來(lái)對(duì)輸入信號(hào) 處理第一系列轉(zhuǎn)換(經(jīng)由步驟202)。在第二狀態(tài)中，以從第二結(jié)果中有效地減去因 轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的偏移誤差的方式來(lái)對(duì)所述輸入信號(hào)處理第二系列轉(zhuǎn)換(經(jīng)由步驟204)。 最后，將此第一結(jié)果與第二結(jié)果組合的結(jié)果是在模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器中有效地抵消偏移誤 差(經(jīng)由步驟206)。
根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)際實(shí)施方案不改變所述偏移誤差的極性，因?yàn)榇朔浅ｋy以 準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)。而是，其改變輸入信號(hào)的極性而不改變偏移誤差的極性。然后，其改變 結(jié)果的極性，此導(dǎo)致輸入信號(hào)具有正確的極性且偏移誤差具有相反極性。由于在第一 系列中加上偏移誤差，且在第二系列中減去偏移誤差(如上所示)，因此凈結(jié)果是偏 移誤差被消去。此方法在其中計(jì)算一長(zhǎng)系列的測(cè)量的和的應(yīng)用中尤其有用。此的一個(gè) 實(shí)例可用于電池系統(tǒng)中的燃料測(cè)量(剩余電量計(jì)算)。
為說(shuō)明模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器中此特征的實(shí)施方案，現(xiàn)在結(jié)合附圖參考以下說(shuō)明。返回 參考圖1，根據(jù)本發(fā)明用于實(shí)施偏移誤差補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵組件是調(diào)制器104及極性切換器110。將在下文中詳細(xì)論述其操作及交互作用。 Z-A調(diào)制器104
在此實(shí)施例中，揭示S-A調(diào)制器104。然而，所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到各種 類型的調(diào)制器(例如，用于逐次逼近式ADC、管線式ADC等中的那些調(diào)制器)也歸 屬于本發(fā)明的精神及范圍內(nèi)。通常，調(diào)制器104是模擬模塊。調(diào)制器104對(duì)輸入信號(hào) 取樣多次("過(guò)取樣")以作出一個(gè)單個(gè)轉(zhuǎn)換，例如128次。每一轉(zhuǎn)換輸出為十中抽 一取樣濾波器106a及106b中累積的數(shù)字。
兩個(gè)十中抽一取樣濾波器106a及106b累積來(lái)自調(diào)制器104的數(shù)字。因此，最后 結(jié)果是由來(lái)自調(diào)制器104的對(duì)應(yīng)于一個(gè)轉(zhuǎn)換的所有數(shù)字的和構(gòu)成的一個(gè)數(shù)字(舉例來(lái) 說(shuō)，18個(gè)位)。來(lái)自調(diào)制器104的數(shù)字具有更少的位，通常僅為1或2個(gè)位。通過(guò)過(guò) 取樣及累積來(lái)在結(jié)果中實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確性。
極性切換器IIO
圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的極性切換器110。極性切換器IIO基于來(lái)自控制寄存器的 信號(hào)改變輸入信號(hào)的極性。如所見，當(dāng)線202與204在位置A中耦合時(shí)，極性是正常 的，且當(dāng)線202與204在位置B中耦合時(shí)是反極性。在優(yōu)選實(shí)施例中，將極性切換器 IIO實(shí)施在硬件中。
已知模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的最大偏移誤差源是調(diào)制器104。也將存在某些其它偏移 誤差源，例如外部組件及輸入引腳。然而，大部分偏移誤差在調(diào)制器104中。相應(yīng)地， 根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)及方法有效地移除由調(diào)制器104導(dǎo)致的偏移誤差。相應(yīng)地，返回參 考圖2，對(duì)圖1的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器100進(jìn)行的步驟202及204中的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器測(cè) 量的結(jié)果顯示如下
步驟202:結(jié)果1=輸入信號(hào)+外部偏移誤差+輸入引腳偏移誤差+狀態(tài)1中的極性 切換器偏移誤差+ 2 - A偏移誤差。
步驟204:結(jié)果2=-輸入信號(hào)-外部偏移誤差-輸入引腳偏移誤差+狀態(tài)2中的極性 切換器偏移誤差+ 2 - A偏移誤差。
當(dāng)結(jié)果2的極性(即，通過(guò)反轉(zhuǎn)輸入信號(hào))及將所述兩個(gè)結(jié)果求平均時(shí)，最終結(jié)
果如下
平均值=((輸入信號(hào)+外部偏移誤差+輸入引腳偏移誤差+狀態(tài)1中的極性切換器
偏移誤差+S-A偏移誤差)+ (輸入信號(hào)+外部偏移誤差+輸入引腳偏移誤差-狀態(tài)2中 的極性切換器偏移誤差-2-A偏移誤差))/2
=輸入信號(hào)+外部偏移誤差+輸入引腳偏移誤差+(狀態(tài)1中的極性切換器偏移誤差
-狀態(tài)2中的極性切換器偏移誤差)/2
如所見，作為此過(guò)程的結(jié)果，有效地移除了調(diào)制器偏移誤差。不更改外部偏移誤 差及輸入引腳偏移誤差，但如前文所提及，與調(diào)制器偏移誤差相比，這些誤差非常小， 所述調(diào)制器偏移誤差通常大兩個(gè)數(shù)量級(jí)。偏移誤差由極性切換器110引入。然而，與 調(diào)制器104偏移誤差相比，由極性切換器110引入的偏移誤差也非常小，調(diào)制器104偏移誤差也通常大兩個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，將最后結(jié)果改善了約兩個(gè)數(shù)量級(jí)。
上文所說(shuō)明的偏移誤差補(bǔ)償特征可實(shí)施在各種實(shí)施例中，下文說(shuō)明其中兩個(gè)實(shí)施
例。首先，說(shuō)明利用根據(jù)本發(fā)明的ADC的微控制器系統(tǒng)。
圖4是利用根據(jù)本發(fā)明的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)350的框圖。所述系統(tǒng)包括耦合
到數(shù)據(jù)總線351的CPU或微控制器352。微控制器352包括用于保存將由微控制器352
執(zhí)行的軟件程序的存儲(chǔ)器單元354 - 356。系統(tǒng)350進(jìn)一步包括根據(jù)本發(fā)明的模擬-數(shù)字
轉(zhuǎn)換器100'。 實(shí)施例1
在所述第一實(shí)施例中
(1) 在硬件中添加極性切換器110;及
(2) 軟件控制極性切換器110 (圖2的步驟204)。
圖5是圖解說(shuō)明提供對(duì)極性切換的控制的軟件程序的流程圖。首先，當(dāng)運(yùn)行模擬 -數(shù)字轉(zhuǎn)換時(shí)，進(jìn)行對(duì)其中輸入信號(hào)處于恒定輸入電平的時(shí)間周期的搜索(經(jīng)由步驟 402)。此后，在輸入處為正極性的情況下運(yùn)行N個(gè)轉(zhuǎn)換(I)，隨后在輸入處為負(fù)極 性的情況下運(yùn)行N個(gè)轉(zhuǎn)換(經(jīng)由步驟404)。接下來(lái)，確定輸入電平信號(hào)對(duì)于2*>1個(gè)
轉(zhuǎn)換是否是恒定的(經(jīng)由步驟406)。最后，通過(guò)公式偏移=(1,+l2 +…+l2n) / (2*N)
來(lái)計(jì)算偏移以找出平均值(經(jīng)由步驟408)。這樣做時(shí)，可在規(guī)則的基礎(chǔ)上測(cè)量偏移。
所述流程圖說(shuō)明在不中斷正在進(jìn)行的ADC轉(zhuǎn)換的情況下測(cè)量實(shí)際偏移的有效方 式。此在其中ADC連續(xù)運(yùn)行以累積流進(jìn)及流出電池的電荷的電池監(jiān)視系統(tǒng)中可有用。 在空閑周期中，電流電平非常穩(wěn)定達(dá)若千長(zhǎng)的周期，且這些周期可用于測(cè)量并更新 ADC的實(shí)際偏移等級(jí)。
不反轉(zhuǎn)來(lái)自模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的最后結(jié)果。因此，軟件必須在極性切換器處于狀態(tài) 2中時(shí)反轉(zhuǎn)所述結(jié)果。
如將在下文中更加詳細(xì)地解釋，必須在狀態(tài)1中運(yùn)行若干轉(zhuǎn)換(圖2的步驟204)， 且然后必須在狀態(tài)2中運(yùn)行若干轉(zhuǎn)換。所述轉(zhuǎn)換由軟件實(shí)施。建議必須在此特定實(shí)施 方案中運(yùn)行的轉(zhuǎn)換的數(shù)量是16個(gè)。
實(shí)施例2
在所述第二實(shí)施例中
(1) 在硬件中添加極性切換器IIO。
(2) 軟件控制極性切換器IIO。
然而，在此實(shí)施例中，調(diào)制器104在濾波器106之前反轉(zhuǎn)輸出信號(hào)。因此，軟件 不再需要在極性切換器110處于狀態(tài)2中時(shí)反轉(zhuǎn)所述結(jié)果。此第二實(shí)施例還具有下列 額外優(yōu)點(diǎn)
1. 當(dāng)極性切換器110改變時(shí)，向?yàn)V波器106呈現(xiàn)更穩(wěn)定的值。
2. 所累加的值的任一硬件用途需要硬件中的極性校正。在此點(diǎn)改變極性給出最低 成本硬件解決方案，因?yàn)樗鰯?shù)量通常僅為1位。所累加的值的硬件用途的一個(gè)實(shí)例是檢測(cè)所述值是否高于某一限值的"規(guī)則電流檢測(cè)"特征。舉例來(lái)說(shuō)，此可由電流比 較器114執(zhí)行。
不需要將極性切換器控制實(shí)施在軟件中。其也可實(shí)施在硬件中。然而，軟件控制 提供靈活性。
如前文所提及，十中抽一取樣濾波器106對(duì)所述樣本進(jìn)行后處理并將其整合。每 當(dāng)啟用模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器時(shí)，在濾波器106給出正確的輸出值之前，其通常需要幾個(gè)轉(zhuǎn) 換來(lái)"穩(wěn)定"。此是因?yàn)闉V波器106中的寄存器以默認(rèn)設(shè)定(通常為零)開始。在輸 入值出現(xiàn)大的改變之后也需要幾個(gè)轉(zhuǎn)換。注意，每當(dāng)切換極性時(shí)，此看似輸入信號(hào)電 平的突發(fā)改變，且濾波器106需要一些時(shí)間來(lái)穩(wěn)定到此新值。因此，不建議針對(duì)每一 轉(zhuǎn)換切換極性。使用一個(gè)極性設(shè)定來(lái)運(yùn)行若干轉(zhuǎn)換且然后使用相反極性設(shè)定來(lái)運(yùn)行相 同數(shù)量的轉(zhuǎn)換給出最好的結(jié)果。轉(zhuǎn)換的數(shù)量取決于濾波器106穩(wěn)定時(shí)間及其它因素。 因此，所選擇的解決方法允許通過(guò)軟件確定轉(zhuǎn)換的數(shù)量。其它實(shí)施方案可選擇在固件 中固定轉(zhuǎn)換的數(shù)量。
在實(shí)施例2中，當(dāng)使用相反極性對(duì)輸入進(jìn)行取樣時(shí)，通過(guò)反轉(zhuǎn)來(lái)自調(diào)制器104的 輸出來(lái)避免關(guān)于濾波器106的穩(wěn)定時(shí)間的問題，從而向?yàn)V波器106呈現(xiàn)穩(wěn)定的值。如 果調(diào)制器104不具有類似的穩(wěn)定作用，那么實(shí)施例2將允許每一循環(huán)均切換極性。
盡管已根據(jù)所示實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員將容易地認(rèn)識(shí) 到，所述實(shí)施例可存在若干變化形式且這些變化形式將歸屬于本發(fā)明的精神及范圍內(nèi)。 可在例如微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器等各種裝置或其它類型的集成電路中利用根據(jù)本 發(fā)明的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明的特征可與各種模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器一起使用且不以任 何方式限定為本發(fā)明中所揭示的電流感測(cè)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。相應(yīng)地，所屬領(lǐng)域中的技 術(shù)人員可在不背離所附權(quán)利要求書的精神及范圍的情況下對(duì)本發(fā)明做許多修改。
權(quán)利要求
1、一種與模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器一起使用的方法，其包含提供對(duì)輸入信號(hào)的第一轉(zhuǎn)換，其中給所述輸入信號(hào)加上偏移誤差以提供第一結(jié)果；提供對(duì)所述輸入信號(hào)的第二轉(zhuǎn)換，其中從所述輸入信號(hào)中減去偏移誤差以提供第二結(jié)果；及將所述第一結(jié)果與第二結(jié)果組合以大致移除所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的所述偏移誤差。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中由所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器內(nèi)的調(diào)制器提供所述偏移誤差。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述輸入信號(hào)的所述第一轉(zhuǎn)換的極性與所 述輸入信號(hào)的所述第二轉(zhuǎn)換的極性相反。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述組合步驟包含反轉(zhuǎn)所述第二結(jié)果的極 性且將所述第一結(jié)果與第二結(jié)果求平均，其中移除所述調(diào)制器偏移誤差。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中由軟件控制所述組合步驟。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中軟件反轉(zhuǎn)所述第二結(jié)果。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述調(diào)制器內(nèi)的硬件反轉(zhuǎn)所述第二結(jié)果。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一轉(zhuǎn)換提供步驟包含運(yùn)行第一組轉(zhuǎn) 換且所述第二轉(zhuǎn)換提供步驟包含運(yùn)行第二組轉(zhuǎn)換。
9、 一種模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其包含 調(diào)制器，其適于產(chǎn)生過(guò)取樣信號(hào)；數(shù)字濾波器，其耦合到所述調(diào)制器以用于移除帶外噪聲且用于減小數(shù)據(jù)速率以實(shí) 現(xiàn)高分辨率信號(hào)；極性切換器，其耦合到所述調(diào)制器以用于切換到達(dá)所述調(diào)制器的輸入信號(hào)的極 性；及控制機(jī)構(gòu)，其用于控制所述極性切換器，所述控制機(jī)構(gòu)用于提供對(duì)輸入信號(hào)的 第一轉(zhuǎn)換，其中給所述輸入信號(hào)加上偏移誤差以提供第一結(jié)果；用于提供對(duì)所述輸入 信號(hào)的第二轉(zhuǎn)換，其中從所述輸入信號(hào)中減去偏移誤差以提供第二結(jié)果；及用于組合 所述第一結(jié)果與第二結(jié)果以大致移除所述偏移誤差。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述調(diào)制器包含2-A調(diào)制器。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述數(shù)字濾波器包含第一及第 二十中抽一取樣濾波器，其中所述第一十中抽一取樣濾波器提供瞬時(shí)電流輸出且所述 第二十中抽一取樣濾波器提供累積電流輸出。
12、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述控制機(jī)構(gòu)包含軟件。
13、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述輸入信號(hào)的所述第一轉(zhuǎn)換 的極性與所述輸入信號(hào)的所述第二轉(zhuǎn)換的極性相反。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述組合步驟包含反轉(zhuǎn)所述 第二結(jié)果的極性且將所述第一結(jié)果與第二結(jié)果求平均，其中所述調(diào)制器偏移誤差被移 除。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述極性切換器由軟件控制。
16、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述軟件反轉(zhuǎn)所述第二結(jié)果。
17、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述調(diào)制器內(nèi)的硬件反轉(zhuǎn)所 述第二結(jié)果。
18、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述第一轉(zhuǎn)換提供步驟包含運(yùn) 行第一組轉(zhuǎn)換且所述第二轉(zhuǎn)換提供步驟包含運(yùn)行第二組轉(zhuǎn)換。
19、 一種系統(tǒng)，其包含 微控制器；及模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其被集成到所述微控制器中，所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器包含調(diào) 制器，其適于產(chǎn)生過(guò)取樣信號(hào)；數(shù)字濾波器，其耦合到所述調(diào)制器以用于移除帶外噪 聲且用于減小數(shù)據(jù)速率以實(shí)現(xiàn)高分辨率信號(hào)；極性切換器，其耦合到所述調(diào)制器以用 于切換到達(dá)所述調(diào)制器的輸入信號(hào)的極性；及控制機(jī)構(gòu)，其用于控制所述極性切換器， 所述控制機(jī)構(gòu)提供對(duì)輸入信號(hào)的第一轉(zhuǎn)換，其中給所述輸入信號(hào)加上偏移誤差以提 供第一結(jié)果；提供對(duì)所述輸入信號(hào)的第二轉(zhuǎn)換，其中從所述輸入信號(hào)中減去偏移誤差 以提供第二結(jié)果；及組合所述第一結(jié)果與第二結(jié)果以大致移除所述偏移誤差。
20、 一種含有與模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器一起使用的程序指令的計(jì)算機(jī)可讀媒體，所述程 序指令用于提供對(duì)輸入信號(hào)的第一轉(zhuǎn)換，其中給所述輸入信號(hào)加上偏移誤差以提供第一結(jié)果；提供對(duì)所述輸入信號(hào)的第二轉(zhuǎn)換，其中從所述輸入信號(hào)中減去偏移誤差以提供第 二結(jié)果；及將所述第一結(jié)果與第二結(jié)果組合以大致移除所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的所述偏移誤差。
21、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的計(jì)算機(jī)可讀媒體，其中所述偏移誤差由所述模擬-數(shù) 字轉(zhuǎn)換器內(nèi)的調(diào)制器提供。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的計(jì)算機(jī)可讀媒體，其中所述輸入信號(hào)的所述第一轉(zhuǎn) 換的極性與所述輸入信號(hào)的所述第二轉(zhuǎn)換的極性相反。
23、 根據(jù)權(quán)利要求22所述的計(jì)算機(jī)可讀媒體，其中所述組合步驟包含反轉(zhuǎn)所述 第二結(jié)果的極性且將所述第一結(jié)果與第二結(jié)果求平均，其中所述調(diào)制器偏移誤差被移 除。
24、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的計(jì)算機(jī)可讀媒體，其中所述組合步驟由軟件控制。
25、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的計(jì)算機(jī)可讀媒體，其中所述軟件反轉(zhuǎn)所述第二結(jié)果。
26、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的計(jì)算機(jī)可讀媒體，其中所述調(diào)制器內(nèi)的硬件反轉(zhuǎn)所述第二結(jié)果。
27、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的計(jì)算機(jī)可讀媒體，其中所述第一轉(zhuǎn)換提供步驟包含 運(yùn)行第一多個(gè)轉(zhuǎn)換且所述第二轉(zhuǎn)換提供步驟包含運(yùn)行第二多個(gè)轉(zhuǎn)換。
28、 一種與模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器一起使用的方法，其包含經(jīng)由極性切換器提供對(duì)輸入信號(hào)的第一轉(zhuǎn)換，其中給所述輸入信號(hào)加上偏移誤差 以提供第一結(jié)果；經(jīng)由所述極性切換器提供對(duì)所述輸入信號(hào)的第二轉(zhuǎn)換，其中從所述輸入信號(hào)中減 去偏移誤差以提供第二結(jié)果，其中所述極性切換器由軟件控制；及將所述第一結(jié)果與第二結(jié)果組合以大致移除所述模擬轉(zhuǎn)換器的所述偏移誤差，其 中在不中斷所述輸入信號(hào)的轉(zhuǎn)換的情況下測(cè)量所述偏移誤差。
29、 一種模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其包含 調(diào)制器，其適于產(chǎn)生過(guò)取樣信號(hào)；數(shù)字濾波器，其耦合到所述調(diào)制器以用于移除帶外噪聲且用于減小數(shù)據(jù)速率以實(shí) 現(xiàn)高分辨率信號(hào)；極性切換器，其耦合到所述調(diào)制器以用于切換到達(dá)所述調(diào)制器的輸入信號(hào)的極 性；及軟件程序，其用于控制所述極性切換器，所述軟件程序用于提供對(duì)輸入信號(hào)的 第一轉(zhuǎn)換，其中給所述輸入信號(hào)加上偏移誤差以提供第一結(jié)果；用于提供對(duì)所述輸入信號(hào)的第二轉(zhuǎn)換，其中從所述輸入信號(hào)中減去偏移誤差以提供第二結(jié)果；及用于組合所述第一結(jié)果與第二結(jié)果以大致移除所述偏移誤差，其中在沒有所述輸入信號(hào)的轉(zhuǎn)換 的情況下測(cè)量所述偏移誤差。
30、 一種系統(tǒng)，其包含 微控制器；及模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其被集成到所述微控制器中，所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器包含適于 產(chǎn)生過(guò)取樣信號(hào)的調(diào)制器；數(shù)字濾波器，其耦合到所述調(diào)制器以用于移除帶外噪聲且用于減小數(shù)據(jù)速率以實(shí) 現(xiàn)高分辨率信號(hào)；極性切換器，其耦合到所述調(diào)制器以用于切換到達(dá)所述調(diào)制器的輸入信號(hào)的極 性；及軟件程序，其用于控制所述極性切換器，所述軟件程序提供對(duì)輸入信號(hào)的第一轉(zhuǎn)換，其中給所述輸入信號(hào)加上偏移誤差以提供第一結(jié)果；提供對(duì)所述輸入信號(hào)的第二轉(zhuǎn)換，其中從所述輸入信號(hào)中減去偏移誤差以提供第二結(jié)果；及組合所述第一結(jié)果與第二結(jié)果以大致移除第一誤差，其中在沒有所述輸入信號(hào)的轉(zhuǎn)換的情況下測(cè)量所述偏移誤差。
31、 一種含有與模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器一起使用的程序指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體，所 述程序指令用于經(jīng)由極性切換器提供對(duì)輸入信號(hào)的第一轉(zhuǎn)換，其中給所述輸入信號(hào)加上偏移誤差 以提供第一結(jié)果；經(jīng)由所述極性切換器提供對(duì)所述輸入信號(hào)的第二轉(zhuǎn)換，其中從所述輸入信號(hào)中減 去偏移誤差以提供第二結(jié)果，其中所述極性切換器由軟件控制；及將所述第一結(jié)果與第二結(jié)果組合以大致移除所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的所述偏移誤 差，其中在沒有所述輸入信號(hào)的轉(zhuǎn)換的情況下測(cè)量所述偏移誤差。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種與模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器一起使用的方法及系統(tǒng)。所述方法及系統(tǒng)包含提供對(duì)輸入信號(hào)的第一轉(zhuǎn)換。在所述第一轉(zhuǎn)換中，給所述輸入信號(hào)加上偏移誤差以提供第一結(jié)果。所述方法及系統(tǒng)進(jìn)一步包括提供對(duì)所述輸入信號(hào)的第二轉(zhuǎn)換。在所述第二轉(zhuǎn)換中，從所述輸入信號(hào)中減去偏移誤差以提供第二結(jié)果。然后，將所述第一結(jié)果與第二結(jié)果組合以大致移除所述偏移誤差。一種根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)及方法補(bǔ)償在許多樣本上累積的偏移誤差，從而在偏移誤差補(bǔ)償中實(shí)現(xiàn)更高的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)H03M1/06GK101632228SQ200880007727
公開日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2008年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月9日
發(fā)明者居納爾·甘斯托, 托爾蓋爾·芬海姆, 阿爾內(nèi)·阿斯 申請(qǐng)人:愛特梅爾公司