專利名稱：電容的自動校正電路與方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種電容的自動校正電路與方法，特別是涉及一種可降低參考電壓誤 差所造成校正誤差的電容的自動校正電路與方法。
背景技術(shù)：
會賣MiiM (successive approximation type)(analog to digital converter,ADC)通常會具有精確的電阻陣列或電容陣列，其電阻或電容會以二進 位權(quán)重(binary-weighted)的方式排列。以電容陣列為例，除了最高位元的電容外，每一個 電容的電容值會是另一個電容的1/2，依序遞減，形成二進位權(quán)重的電容陣列。當電容值不 準確時，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的動態(tài)非線性(dynamical Nonlinearity)誤差會隨之增大，造成 模擬與數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換誤差。在集成電路制程中，電容精準度只能達到IObit左有的程度，要提升準確度，一般 做法是經(jīng)由多次制程把電容誤差修正至最小，或者是利用電射切除(Laser trimming)來調(diào) 整電容大小，然而這些方法不但昂貴而且費時。因此，在先前技術(shù)中會利用自動校正的方法來校正電容陣列，電容陣列中會設置 對應于個別電容誤差值的補償電容，然后利用參考電壓與參考電容來進行電容值的比較， 以決定所需補償?shù)碾娙葜禐楹?。然而，在校正過程中，假如參考電壓不夠準確或具有過大雜 訊時，就會造成校正誤差，使模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的動態(tài)非線性誤差擴大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種電容的自動校正電路與方法，重復進行多次的電容校正程序以得 到補償電容的平均值，藉此減少因參考電壓誤差所造成的校正誤差。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。為達到上述目 的，依據(jù)本發(fā)明提出一種電容的自動校正電路，包括一參考電容、一電容陣列、一校正電路 以及一計數(shù)單元。其中，參考電容耦接于一共用端與一第一輸入端之間，電容陣列一目標電 容與多個補償電容，目標電容耦接于該共用端與一第二輸出端之間，上述補償電容的一端 耦接于共用端，另一端耦接一第一開關(guān)組，其中第一開關(guān)組具有多個第一開關(guān)，分別耦接于 補償電容與第二輸入端之間。校正電路耦接于參考電容與電容陣列，校正電路比較參考電容與電容陣列的電容 值以產(chǎn)生一組參數(shù)值，用以決定第一開關(guān)組中的第一開關(guān)的導通狀態(tài)以調(diào)整補償電容與標 電容之間的并聯(lián)關(guān)系以調(diào)整電容陣列的電容值。計數(shù)單元耦接于校正電路與一開關(guān)組，用以暫存對應于第一開關(guān)的導通狀態(tài)的參 數(shù)值，其中校正電路重復比較參考電容與電容陣列的電容值并產(chǎn)生多組參數(shù)值，該計數(shù)單 元累加該些參數(shù)值并計算該些參數(shù)值的平均值以輸出一最終參數(shù)值，用以決定第一開關(guān)組 中的第一開關(guān)之導通狀態(tài)以調(diào)整電容陣列的電容值。在本發(fā)明一實施例中，上述校正電路包括一比較器、一第二開關(guān)器、一第二開關(guān)組以及一開關(guān)控制電路。其中，比較器的一正輸入端耦接于一接地端，比較器的一負輸入端耦 接于該共用端；第二開關(guān)耦接比較器的正輸入端與負輸入端之間；第二開關(guān)組耦接于第一 輸入端、第二輸入端、一參考電壓與一接地端之間。開關(guān)控制電路耦接于比較器的輸出、第 二開關(guān)、第一開關(guān)組與第二開關(guān)組，并用以控制第二開關(guān)、第一開關(guān)組與第二開關(guān)組，其中 開關(guān)控制電路根據(jù)比較器的輸出產(chǎn)生對應于第一開關(guān)的導通狀態(tài)的該些參數(shù)值以調(diào)整該 電容陣列的電容值。在本發(fā)明一實施例中，上述第二開關(guān)組包括一第三開關(guān)以及一第四開關(guān)，其中第 三開關(guān)的一端耦接于第一輸入端，第三開關(guān)的另一端耦接于參考電壓或接地端，第四開關(guān) 的一端耦接于第二輸入端，第四開關(guān)的另一端耦接于參考電壓或接地端。在本發(fā)明一實施例中，上述計數(shù)單元包括一累加暫存器以及一移位暫存器。累加暫存器耦接于開關(guān)控制電路，用以累加該些參數(shù)值；移位暫存器耦接于累加暫存器與第一 開關(guān)組之間，用以計算該些參數(shù)值的平均值以輸出該最終參數(shù)值。在本發(fā)明一實施例中，上述自動校正電路是利用下列步驟產(chǎn)生該參數(shù)值，包括導 通第一開關(guān)以使比較器的正輸入端與負輸入端接地，切換第二開關(guān)組以使第一輸入端耦接 于參考電壓以對參考電容充電，并使第二輸入端耦接于接地端；打開(turn off)第一開關(guān) 以形成開路，切換第二開關(guān)組以使第一輸入端耦接于接地端，并使第二輸入端耦接于參考 電路以對目標電容充電；以及根據(jù)比較器的輸出，依序決定第一開關(guān)的導通狀態(tài)以調(diào)整補 償電容與目標電容的并聯(lián)關(guān)系。其中，第一開關(guān)的導通狀態(tài)是對應于該參數(shù)值。在本發(fā)明一實施例中，其中補償電容的電容值分別為24C，其中i為補償電容的索 引值，i等于正整數(shù)且0彡i彡(N-I)，N為補償電容的個數(shù)，C為補償電容中的一最小電容 值。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)。為達到上述目 的，從另一個觀點來看，本發(fā)明提出一種自動校正電容的方法，適用以調(diào)整一電容陣列，使 電容陣列的電容值趨近于一參考電容，電容陣列包括一目標電容與多個補償電容，上述方 法包括下列步驟(a)比較電容陣列與參考電容的電容值以輸出一組參數(shù)值；(b)根據(jù)參數(shù) 值調(diào)整補償電容與目標電容之間的并聯(lián)關(guān)系以調(diào)整電容陣列的電容值；(c)重復執(zhí)行上述 步驟(a)與(b)以產(chǎn)生多組參數(shù)值；(d)累加參數(shù)值并計算參數(shù)值的平均值以輸出一最終 參數(shù)值；以及(e)根據(jù)最終參數(shù)值，決定補償電容與目標電容之間的并聯(lián)關(guān)系。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明 電容的自動校正電路與方法至少具有下列優(yōu)點及有益效果本發(fā)明利用多次的電容校正 所產(chǎn)生的平均參數(shù)值來對電容陣列進行校正，使其趨近于所需的參考電容。由于本發(fā)明是 利用多次校正的平均值來決定所需并聯(lián)的補償電容值，因此可避免因單次校正所造成的誤 差，同時也可以降低因參考電壓誤差或雜訊所造成的校正誤差。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電容的自動校正電路示意圖。
圖2A為根據(jù)本實施例之電容陣列130與參考電容140的細部電路示意圖。圖2B為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電容校正程序流程圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的漸進式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的示意圖。圖4為根據(jù)本發(fā)明第三實施例之自動校正電容的方法流程圖。100:自動校正電路110、310 開關(guān)控制電路120 計數(shù)單元122、322 移位暫存器124、324 累加暫存器130:電容陣列134:補償電容陣列140:參考電容150、255、350 開關(guān)組160、360:比較器331,332 電容陣列SW。P、Sffpi, Sffp2, Sff1 SWn 開關(guān)SWai SWA4、SWbi SWb3 開關(guān)P11 :共用端P1 第一輸入端P2 第二輸入端N 位元數(shù)GND 接地端Vkef 參考電壓Vqut:輸出電壓CT、CA、CB 目標電容(^ (:Ν、(:Β1 (:Β3、(:Α1 Ca4 補償電容Ckef:參考電容Cc:電容P3:第三輸入端Vin 輸入電壓Sff31 > Sff32> Sff33 開關(guān)S210 S294 步驟S410 S450 步驟
具體實施例方式為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合 附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的電容的自動校正電路與方法其具體實施方式
、結(jié) 構(gòu)、步驟、特征及其功效進行詳細說明。第一實施例請參照圖1所示，是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電容的自動校正電路的示意圖。本 發(fā)明第一實施例的自動校正電路100包括開關(guān)控制電路110、計數(shù)單元120、電容陣列130、 參考電容140、開關(guān)組150、比較器160以及開關(guān)SWQP。上述的電容陣列130中尚包括目標電容132與補償電容陣列134，其中補償電容陣 列134中具有多個補償電容(未繪示)，可用來并聯(lián)目標電容132以調(diào)整電容陣列130的電容值。上述的參考電容140的一端耦接于共用端P11,另一端耦接于第一輸入端P1 ；目標 電容132的一端耦接于共用端P11,另一端耦接于第二輸入端P2 ；補償電容134的一端同樣 耦接于共用端P11,另一端則經(jīng)由開關(guān)(未繪示)耦接于第二輸入端P2。上述的比較器160的正輸入端耦接于接地端GND，負輸入端耦接于共用端P11,而比 較器160的輸出則耦接于開關(guān)控制電路110。上述的開關(guān)SWtff耦接于比較器160的正輸入端與負輸入端之間，并受控于開關(guān)控 制電路110。上述的開關(guān)組150中則包括開關(guān)SWpi與SWP2。該開關(guān)組150中的開關(guān)SWpi的一端.耦接于第一輸入端P1，另一端則可在參考電壓Vkef與接地端GND之間切換；開關(guān)組150中的 開關(guān)SWp2的一端耦接于第二輸入端P2,另一端則可在參考電壓Vkef與接地端GND之間切換， 開關(guān)SWP2、Sffpi皆受控于開關(guān)控制電路110。上述的計數(shù)單元120耦接開關(guān)控制單元110與電容陣列130，可用來儲存開關(guān)控制 電路110所輸出的參數(shù)值，并計算其參數(shù)值的平均值來控制補償電容陣列134與目標電容 132之間的并聯(lián)關(guān)系。上述的開關(guān)控制電路110可根據(jù)外界所提供的脈波信號與數(shù)字信號(未繪示)或 由電路內(nèi)部所產(chǎn)生的時脈信號來進行電容校正程序。所謂電容校正程序即是以補償電容陣 列134中的電容來補償目標電容132，使其電容陣列130的電容值趨近于參考電容140。開 關(guān)控制電路110會經(jīng)由控制開關(guān)組150，以參考電壓Vkef對參考電容140充電，在充電后將 參考電容140切換至接地端GND，接著以參考電壓對目標電容130充電。然后，藉由參考電 容140與目標電容130的共用端P11的電壓變化來比較參考電容140與目標電容130的電 容值。然后，根據(jù)比較器160的輸出，將補償電容陣列134中的補償電容并聯(lián)至目標電容 132以補償其電容值。當補償后的目標電容132的電容值等于參考電容140時，共用端P11 的輸出電壓Vqut會等于接地位準，這是因為目標電容132與參考電容140相等，因此其電荷 均分后，會讓共用端P11的電位相當于接地位準。電容陣列130的電容值即是目標電容132 與補償電容并聯(lián)后所測得的電容值，主要隨著補償電容陣列134用來并聯(lián)目標電容132的 電容值而變。此夕卜，值得注意的是，在對參考電容140充電前，開關(guān)SWtff會先導通，讓比較器160 的正輸入端接地，當對參考電容140充電完成后，開關(guān)SWtff會打開(不導通)，讓共用端P11 處于浮接(floating)狀態(tài)。然后，再對目標電容132與其并聯(lián)的補償電容進行充電。補償電容陣列134中的補償電容會根據(jù)目標電容130的電容值以及制程所可能造 成的誤差范圍設定，并且可以二進位權(quán)重的方式配置，以代數(shù)為例說明如下補償電容的電 容值分別為2iXC，其中i為補償電容的索引值，i等于正整數(shù)且0彡i彡(N-I)，N為補償 電容的個數(shù)，C為補償電容中的一最小電容值。開關(guān)控制電路110會由大到小逐一并聯(lián)補 償電容至目標電容132，以二位元趨近(binary approximation)的方式，使得電容陣列130 趨近于參考電容140。由于在校正過程中，目標電容132兩端所量測到的等效電容值會因為 并聯(lián)補償電容而變大，因此在設計時，會使目標電容132的電容小于參考電容140。接下來，進一步以圖2A說明電容陣列130與參考電容140的細部電路架構(gòu)，請參 照圖2A，圖2A為根據(jù)本實施例的電容陣列130與參考電容140的細部電路圖。圖2A繪示 部份的自動校正電路圖，主要包括電容陣列130、參考電容140、移位暫存器122、累加暫存 器124與開關(guān)組150。電容陣列130中包括目標電容Ct、補償電容C1 CN(屬于補償電容 陣列134)以及開關(guān)組255 (包括開關(guān)SW1 SWn)，其中開關(guān)SW1 SWn分別耦接于補償電容 C1 Cn與第二輸入端P2之間。補償電容C1 Cn之間的電容值如上所述，補償電容Cn的電 容值為C，補償電容CV1的電容值為2C，補償電容CN_2的電容值為4C，其余類推。其中，在補 償電容C1 Cn中，補償電容Cn的電容值最小。目標電容132則以目標電容Ct表示，而參 考電容140則以參考電容Ckef表示。補償電容C1 Cn經(jīng)由開關(guān)SW1 SWn并聯(lián)于目標電容 CT，而開關(guān)SW2 SWn則受控于開關(guān)控制電路110。在校正的過程中，開關(guān)控制電路110會先將開關(guān)SWpi切換至參考電壓Vkef以對參考電容CKEF充電，此時，開關(guān)SWP2是切換至接地端GND。然后，將開關(guān)SWNP1切換至接地端GND， 并將開關(guān)SWP2切換至參考電壓VKEF以對目標電容CT充電。此時，由比較器160的輸出判斷 輸出電壓VOTT是否大于0，若輸出電壓VOTT大于0表示目標電容CT大于參考電容CKEF ；若輸 出電壓大于0小于0表示目標電容CT小于參考電容CKEF。當輸出電壓VQUT小于0時，則首先導通開關(guān)SWi，將補償電容Q并聯(lián)至目標電容CT 以調(diào)整電容陣列130的等效電容值。然后，同樣經(jīng)由比較器160的輸出判斷輸出電壓V-是 否大于0以判斷調(diào)整后的電容陣列130(即補償電容q并聯(lián)至目標電容(^)的電容值是否 等于參考電容CKEF。若調(diào)整后的電容陣列130大于參考電容CKEF則打開(不導通)開關(guān)SW” 轉(zhuǎn)而導通下一級的開關(guān)SW2以并聯(lián)較小的補償電容(2至目標電容CT。然后，對調(diào)整后的電 容陣列130 (此時為補償電容C2與目標電容CT并聯(lián))進行充電，并且經(jīng)由輸出電壓VOTT判 斷調(diào)整后的電容陣列130兩端的電容值是否等于參考電容CKEF。若調(diào)整后的電容陣列130 小于參考電容CKEF，則維持開關(guān)SWi為導通狀態(tài)，然后再導通開關(guān)SW2，將補償電容Ci、C2并聯(lián) 至目標電容CT，以調(diào)整電容陣列130兩端所量測到的等效電容值。依此類推，逐一決定開關(guān) SWi SWN的導通狀態(tài)使電容陣列130的電容值趨近于參考電容140。在完成所有開關(guān)SWi SWN的校正程序后，開關(guān)控制電路110會根據(jù)SWi SWN的 導通狀態(tài)產(chǎn)生一組相對應的參數(shù)值，累加暫存器124會將開關(guān)控制電路110所產(chǎn)生的參數(shù) 值記錄起來。接著，開關(guān)控制電路110會重復進行上述電容校正程序以產(chǎn)生多組的參數(shù)值， 累加暫存器124會累加該些參數(shù)值，然后經(jīng)由移位暫存器122計算該些參數(shù)值的平均值以 輸出一最終參數(shù)值。由于在本實施例中，參數(shù)值為一 N位元的數(shù)字信號，其個別位元的信號 邏輯狀態(tài)可分別對應于開關(guān)SWi SWN的導通狀態(tài)，其中參數(shù)值中的最低有效位元(Least Significant Bit,LSB)即對應于開關(guān)SWN。參數(shù)值的累加值經(jīng)由移位暫存器122進行移位 后即可得到該些參數(shù)值的平均值，計數(shù)單元120即是利用此平均值來決定開關(guān)SWi SWN的 導通狀態(tài)以調(diào)整電容陣列130的電容值。由于本實施例會重復進行多次的電容校正程序以取得平均的參數(shù)值來控制開關(guān) SWi SWN的導通狀態(tài)，因此可降低因參考電壓VKEF或電路在校正過程中所發(fā)生的誤差而造 成參數(shù)值的錯誤，使調(diào)整后的電容陣列130的電容值更接近于參考電容CKEF。值得注意的是，上述電容陣列130中的補償電容(^ (；是由單一個電容所構(gòu)成， 在本發(fā)明另一實施例中，補償電容Ci CN也可以利用多個電容串聯(lián)來實現(xiàn)較小的電容值。接下來，以流程圖進一步說明本實施例的電容校正程序，請參照圖2B，圖2B為根 據(jù)本發(fā)明第一實施例的電容校正程序流程圖。首先，以參考電壓VKEF對參考電容CKEF充電， 并將比較器160的正、負輸入端接地(步驟S210)，然后打開開關(guān)SWm并且切換開關(guān)SWP1 SWP2，以參考電壓VKEF對電容陣列130充電(步驟S220)。接著，開關(guān)SWi關(guān)閉以對目標電容 CT以及補償電容Ci充電，然后比較輸出電壓是否大于0，并據(jù)以決定開關(guān)SWi的導通狀 態(tài)(步驟S232、S234)。若輸出電壓VQUT大于0，則打開開關(guān)(步驟S232)，若輸出電壓 V0UT小于0，則關(guān)閉開關(guān)SWi (步驟S234)。輸出電壓VOTT大于0表示電容陣列130的電容大于參考電容CKEF，因此換并聯(lián)較小 的補償電容C2至目標電容CT。然后利用輸出電壓繼續(xù)判斷是否維持補償電容c2至目 標電容CT之間的并聯(lián)關(guān)系(步驟S240、S242以及S254)。輸出電壓VQUT小于0表示電容陣 列130的電容小于參考電容CKEF，因此再并聯(lián)下一個補償電容C2至目標電容CT以提高電容陣列160的電容值。然后，同樣依據(jù)輸出電壓繼續(xù)判斷是否維持補償電容(2與目標電 容間的并聯(lián)關(guān)系(步驟S250、S252以及S254)。其余的補償電容則依此類推，依序決 定其對應的開關(guān)SWi SWN是否導通直到電容陣列160的電容值與參考電容CKEF相等或完 成所有開關(guān)SWi SWN的判斷程序(步驟S282、S284、S292、S294)。在決定所有開關(guān)SWi SWN的導通狀態(tài)后，便可產(chǎn)生對應于開關(guān)SWi SWN的導通 狀態(tài)的一組參數(shù)值(步驟S215)，然后重復進行上述步驟N次(N為正整數(shù)，可由設計人員設 定)，以產(chǎn)生M組的參數(shù)值，并累加M組參數(shù)值(步驟S225)。接者，計算平均參數(shù)值(步驟 S235)，然后根據(jù)平均參數(shù)值輸出最終參數(shù)值以調(diào)整電容陣列的電容值(步驟S245)。第二實施例圖3為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的漸進式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器300包 括移位暫存器322、累加暫存器324、開關(guān)控制電路310、開關(guān)組350、比較器360、參考電容 CEEF以及電容陣列331、332。移位暫存器322與累加暫存器324耦接于開關(guān)控制電路310與 電容陣列331、332之間，開關(guān)控制電路310另耦接于開關(guān)組350與該開關(guān)組355，用以控制 其中的開關(guān)。開關(guān)組350包括開關(guān)SW31、SW32、SW33，其一端分別耦接于第一輸入端Pi、第二 輸入端P2與第三輸入端P3，另一端則可切換地耦接于輸入電壓VIN、參考電壓VKEF或接地端 GND。第一輸入端Pi、第二輸入端P2與第三輸入端P3的另一端則分別耦接于參考電容CKEF、 電容陣列331、332。比較器360的負輸入端則耦接于共用端P:1、比較器360的正輸入端耦 接于接地端GND。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器300與圖1主要差別在于模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器300包括兩個 電容陣列331、332以及電容Ce，其中電容(^是為了降低電容陣列331、332的電容值所設置 的，此電容Ce的電容值無法與其他電容做匹配布局，故會產(chǎn)生較大誤差，因此必須對電容CA 與(；進行電容校正。利用上述第一實施例的電容校正流程對目標電容CA與CB進行校正。首先，先對目 標電容CB進行校正，利用補償電容CB1 CB3來校正目標電容CB。開關(guān)控制電路310會先對 參考電容CKEF充電，然后再對電容陣列331充電，然后藉由共用端Pn的電壓變化來調(diào)整開 關(guān)SWB1 SWB3的導通狀態(tài)。當完成電容CB的校正后，接著利用相同的方法再進行電容CA的 校正。由于電容(；的電容值為電容(；的兩倍，因此具有四個補償電容CA1 CA4。補償電容 CB1 CB3與補償電容CA1 CA4的電容值會依照制程誤差與電容CA、CB的電容值大小來決定， 本實施例并不受限。在本實施例中，補償電容CB1 CB3與補償電容CA1 CA4則如同上述第 一實施例中之補償電容Ci CN—般，以二進位的方式設置，其中個別陣列中的補償電容的 電容值是以倍數(shù)的方式增加。在完成多次校正后，累加暫存器324會紀錄對應于開關(guān)SWA1 SWA4、SWB1 SWB3導 通狀態(tài)的參數(shù)值，然后經(jīng)由移位暫存器322取得所有參數(shù)值的平均，然后利用平均參數(shù)值 (即最終參數(shù)值)決定開關(guān)SWA1 SWA4、SWB1 SWB3的導通狀態(tài)。經(jīng)由多次自動校正可減少 校正過程中的誤差，讓電容陣列331、332的電容值更接近于參考電容CKEF。之后，開關(guān)組350 可將輸入端切換至輸入電壓VIN以進行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換。此外，值得注意的是，本實施例可適 用于多個電容陣列，并不受限于圖3中的電容陣列331、332，電容陣列中的補償電容個數(shù)也 不限制于圖3。此外，電容Ce主要是為了降低后端的電容陣列的電容值，在本發(fā)明另一實施 例中也可以不設置電容Ce。在模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中，也可以利用較小位元的電容陣列來作為 參考電容以校正位元較大的電容陣列，或是利用已經(jīng)校正過的電容陣列來校正未經(jīng)校正的電容陣列。第三實施例從另一個角度來看，本發(fā)明提出一種自動校正電容的方法，利用多次自動校正的程序來減少校正過程中的誤差，請參照圖4，圖4為根據(jù)本發(fā)明第三實施例的自動校正電 容的方法的流程圖。首先，比較電容陣列與參考電容的電容值以輸出一組參數(shù)值(步驟 S410)，然后根據(jù)參數(shù)值調(diào)整補償電容與目標電容之間的并聯(lián)關(guān)系以調(diào)整電容陣列的電容 值(步驟S420)。接下來，重復執(zhí)行上述步驟S410、S420以產(chǎn)生多組參數(shù)值(步驟S430)， 然后累加上述參數(shù)值并計算上述參數(shù)值的平均值以輸出一最終參數(shù)值(步驟S440)。然后， 利用最終參數(shù)值來決定補償電容與目標電容之間的并聯(lián)關(guān)系(步驟S450)。最終參數(shù)值為 多次自動校正后的平均參數(shù)值，利用平均參數(shù)值來決定補償電容與目標電容的并聯(lián)關(guān)系， 可以減少校正過程中所發(fā)生的誤差，讓電容陣列的電容值更接近于參考電容。綜上所述，本發(fā)明利用多次自動校正所產(chǎn)生的平均參數(shù)值來調(diào)整電容陣列的電容 值，藉此降低校正過程中所產(chǎn)生的誤差，此外，本發(fā)明更于自動校正電路中設置累加暫存器 與移位暫存器，讓自動校正電路可以自行累加參數(shù)值與計算其平均參數(shù)值。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更 動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的 技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案 的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種電容的自動校正電路，其特征在于其包括一參考電容，耦接于一共用端與一第一輸入端之間；一電容陣列，包括一目標電容，耦接于該共用端與一第二輸出端之間；及多個補償電容，該些補償電容的一端耦接于該共用端，該些補償電容的另一端耦接一第一開關(guān)組，其中該第一開關(guān)組具有多個第一開關(guān)，分別耦接于該些補償電容與該第二輸入端之間；一校正電路，耦接于該參考電容與該電容陣列，該校正電路比較該參考電容與該電容陣列的電容值以產(chǎn)生一組參數(shù)值，用以決定該第一開關(guān)組中的該些第一開關(guān)的導通狀態(tài)以調(diào)整該些補償電容與該目標電容之間的并聯(lián)關(guān)系以調(diào)整該電容陣列的電容值；以及一計數(shù)單元，耦接于該校正電路與該第一開關(guān)組，用以暫存對應于該些第一開關(guān)的導通狀態(tài)的該參數(shù)值，其中，該校正電路重復比較該參考電容與該電容陣列的電容值并產(chǎn)生多組該參數(shù)值，該計數(shù)單元累加該些參數(shù)值并計算該些參數(shù)值的平均值以輸出一最終參數(shù)值，用以決定該第一開關(guān)組中的該些第一開關(guān)的導通狀態(tài)以調(diào)整該電容陣列的電容值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動校正電路，其特征在于其中所述的校正電路包括一比較器，該比較器的一正輸入端耦接于一接地端，該比較器的一負輸入端耦接于該 共用端；一第二開關(guān)，耦接該比較器的該正輸入端與該負輸入端之間； 一第二開關(guān)組，耦接于該第一輸入端、該第二輸入端、一參考電壓與一接地端之間；以及一開關(guān)控制電路，耦接于該比較器的輸出、該第二開關(guān)、該第一開關(guān)組與該第二開關(guān) 組，并用以控制該第二開關(guān)、該第一開關(guān)組與該第二開關(guān)組，其中，該開關(guān)控制電路根據(jù)該比較器的輸出產(chǎn)生對應于該些第一開關(guān)的導通狀態(tài)的該 些參數(shù)值以調(diào)整該電容陣列的電容值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動校正電路，其特征在于其中所述的第二開關(guān)組包括 一第三開關(guān)，該第三開關(guān)的一端耦接于該第一輸入端，該第三開關(guān)的另一端耦接于該參考電壓或該接地端；以及一第四開關(guān)，第四開關(guān)的一端耦接于該第二輸入端，該第四開關(guān)的另一端耦接于該參 考電壓或該接地端。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動校正電路，其特征在于其中所述的計數(shù)單元包括 一累加暫存器，耦接于該開關(guān)控制電路，用以累加該些參數(shù)值；以及一移位暫存器，耦接于該累加暫存器與該第一開關(guān)組之間，用以計算該些參數(shù)值的平 均值以輸出該最終參數(shù)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容的自動校正電路，其特征在于其中所述的自動校正電路 是利用下列步驟產(chǎn)生該參數(shù)值，包括導通該第一開關(guān)以使該比較器的該正輸入端與該負輸入端接地，切換該第二開關(guān)組以 使該第一輸入端耦接于該參考電壓以對該參考電容充電，并使該第二輸入端耦接于該接地 端；打開該第一開關(guān)以形成開路，切換該第二開關(guān)組以使該第一輸入端耦接于該接地端， 并使該第二輸入端耦接于該參考電路以對該目標電容充電；以及根據(jù)該比較器的輸出，依序決定該些第一開關(guān)的導通狀態(tài)以調(diào)整該些補償電容與該目 標電容的并聯(lián)關(guān)系。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動校正電路，其特征在于其中所述的參數(shù)值的資料形式為 二進位，該參數(shù)值的各該位元分別對應于該些第一開關(guān)的導通狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動校正電路，其特征在于其中所述的補償電容的電容值分 別為2、(，其中i為該些補償電容的索引值，i等于正整數(shù)且O彡i ( (N-I)，N為該些補償 電容的個數(shù)，C為該些補償電容中的一最小電容值。
8.一種自動校正電容的方法，適用以調(diào)整一電容陣列，使該電容陣列的電容值趨近于 一參考電容，該電容陣列包括一目標電容與多個補償電容，其特征在于該方法包括以下步 驟(a)比較該電容陣列與該參考電容的電容值以輸出一組參數(shù)值；(b)根據(jù)該參數(shù)值調(diào)整該些補償電容與該目標電容之間的并聯(lián)關(guān)系以調(diào)整該電容陣列 的電容值；(c)重復執(zhí)行上述步驟(a)與(b)以產(chǎn)生多組該參數(shù)值；(d)累加該些參數(shù)值并計算該些參數(shù)值的平均值以輸出一最終參數(shù)值；以及(e)根據(jù)該最終參數(shù)值，決定該些補償電容與該目標電容之間的并聯(lián)關(guān)系。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自動校正電容的方法，其特征在于其中所述的補償電容的電 容值分別為2、(，其中i為該些補償電容的索引值，i等于正整數(shù)且O彡i ( (N-I)，N為該 些補償電容的個數(shù)，C為該些補償電容中的一最小電容值。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)一種電容的自動校正電路與方法。該自動校正電路包括一參考電容；一電容陣列，包括一目標電容及多個補償電容；一校正電路；以及一計數(shù)單元。本發(fā)明利用多次校正所產(chǎn)生的平均參數(shù)值來對電容陣列進行校正，使其趨近于參考電容。由于本發(fā)明是利用多次校正的平均值來決定所需并聯(lián)至目標電容的補償電容值，因此可避免因單次校正所造成的誤差，同時也可以降低因參考電壓誤差或雜訊所造成的校正誤差。
文檔編號H03H11/00GK101820267SQ20091012601
公開日2010年9月1日 申請日期2009年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月26日
發(fā)明者張剛碩, 洪裕隆, 郭國仁 申請人:旺玖科技股份有限公司