一種基于電橋的片上電容校正方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，一種基于電橋的片上電容校正方法，包括交流電橋和邏輯控制電路，交流電橋包括阻抗Z1、阻抗Z2、電容C1和開關(guān)電容陣列C2，所述的阻抗Z1等于阻抗Z2，所述的阻抗Z1通過(guò)第一節(jié)點(diǎn)連接電容C1，所述的阻抗Z2通過(guò)第二節(jié)點(diǎn)連接開關(guān)電容陣列C2，所述的阻抗Z1和阻抗Z2接交流信號(hào)輸入端，所述的電容C1和開關(guān)電容陣列C2接交流信號(hào)的輸出端所述的第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)分別連接電壓比較器，所述的電壓比較器的輸出端接邏輯控制電路，所述的交流信號(hào)輸入端或交流信號(hào)輸出端接邏輯控制電路。本發(fā)明有益效果在于：用交流電橋使用交流電能很好的克服直流電測(cè)電容中電容充電時(shí)電流不恒定的缺點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種基于電橋的片上電容校正方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于電橋的片上電容校正方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，如RFtransceiver(射頻收發(fā)器)中，需要高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC、接收鏈路/發(fā)射鏈路濾波器RX/TXFilter，要想實(shí)現(xiàn)高精度的ADC和Filter，需要有高精度的片上電容，但是，一般的電容都會(huì)隨著工藝、溫度等因素的變化有一個(gè)很大的誤差變化，如TSMC40nm工藝中的電容誤差約為±20%。所以需要一個(gè)校正電路對(duì)電容進(jìn)行自動(dòng)校正，以達(dá)到一個(gè)很高的精度(例如，± I%)。傳統(tǒng)的校準(zhǔn)電路的結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖中11=12，11流過(guò)電阻產(chǎn)生電壓VI，12對(duì)電容充電產(chǎn)生電壓V2，通過(guò)比較器比較Vl和V2的電壓來(lái)調(diào)整電容，從而達(dá)到對(duì)濾波器進(jìn)行調(diào)試的目的。但是，在該電路結(jié)構(gòu)中，電阻與電容類似，也會(huì)隨著工藝、溫度等因素的變化有一個(gè)很大的誤差變化(誤差為±20%)，因此，產(chǎn)生的電壓Vl也是變化的。這樣就會(huì)增大兩個(gè)電壓比較的準(zhǔn)確性和難度，同時(shí)也會(huì)增大電容陣列所需調(diào)試的范圍，從而減小了電容校正的精度。
[0003]專利號(hào)申請(qǐng)?zhí)?201310059540的專利提到了一種片上電容校正裝置和方法，該發(fā)明公開了一種片上電容校正裝置和方法，所述裝置包括:已校正電阻、開關(guān)電容陣列、比較器電路、邏輯控制電路、以及一端接地、另一端與開關(guān)電容陣列相連的開關(guān);具體的，輸入電I流經(jīng)已校正電阻，產(chǎn)生電壓VI;輸入電流kl對(duì)開關(guān)電容陣列充電T時(shí)間，產(chǎn)生電壓V2;比較器電路對(duì)Vl與V2進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果輸出至邏輯控制電路;邏輯控制電路在Vl小于等于V2時(shí)，輸出校正結(jié)束信號(hào)；否則，控制所述開關(guān)閉合，待所述開關(guān)電容陣列放電至零后，斷開所述開關(guān)，以及控制所述開關(guān)電容陣列減小設(shè)定量的電容值后，重復(fù)上述充電、比較過(guò)程。但該發(fā)明的開關(guān)電容陣列在充電的過(guò)程中開關(guān)電容陣列的電壓不斷升高，充電電流kl在充電過(guò)程中不能保持恒流，所以在計(jì)算電容時(shí)會(huì)出現(xiàn)誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決上述問(wèn)題，提供一種基于電橋的片上電容校正方法
本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種基于電橋的片上電容校正方法，包括交流電橋和邏輯控制電路，交流電橋包括阻抗Zl、阻抗Z2、電容Cl和開關(guān)電容陣列C2，所述的阻抗Zl等于阻抗Z2，所述的阻抗Zl通過(guò)第一節(jié)點(diǎn)連接電容Cl，所述的阻抗Z2通過(guò)第二節(jié)點(diǎn)連接開關(guān)電容陣列C2，所述的阻抗Zl和阻抗Z2接交流信號(hào)輸入端，所述的電容Cl和開關(guān)電容陣列C2接交流信號(hào)的輸出端所述的第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)分別連接電壓比較器，所述的電壓比較器的輸出端接邏輯控制電路，所述的交流信號(hào)輸入端或交流信號(hào)輸出端接邏輯控制電路。
[0005]本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下:當(dāng)交流信號(hào)輸入交流電橋時(shí)，阻抗Zl、阻抗Z2、電容Cl、開關(guān)電容陣列C2作為交流電橋的四個(gè)臂，都分擔(dān)一部分交流電壓，根據(jù)交流電橋的平衡條件:Z1/Z2=C1/C2(其中C2為開關(guān)電容陣列)，只有當(dāng)開關(guān)電容陣列滿足平衡條件時(shí)，才會(huì)有Cl兩端電壓等于C2兩端電壓，所以只需調(diào)整開關(guān)電容陣列C2的大小，使得電容Cl兩端電壓等于C2兩端電壓，就能保證電容CI的值等于電容C2的值，達(dá)到校正電容的目的，具體來(lái)說(shuō)，將電容Cl和電容C2的電壓送入電壓比較器進(jìn)行比較后得知電容Cl和開關(guān)電容陣列C2上的電壓差，并將相應(yīng)的信號(hào)輸入到邏輯控制電路由于本發(fā)明使用的是交流電橋，電流可能有正反方向的可能，所以電流的方向不同會(huì)使得電壓比較器的結(jié)果產(chǎn)生不同，邏輯控制電路通過(guò)接受電壓比較器的信號(hào)和交流正負(fù)信號(hào)即可判斷出開關(guān)電容陣列C2相比于標(biāo)準(zhǔn)的電容Cl的大小關(guān)系，然后邏輯控制電路根據(jù)接受的信號(hào)改變開關(guān)電容陣列C2的大小，反復(fù)通過(guò)邏輯控制器對(duì)開關(guān)電容陣列C2的調(diào)整，直到電壓比較器輸入端的電壓相等，電壓比較器輸出結(jié)束校正信號(hào)到邏輯控制器，結(jié)束校正。
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1為具體實(shí)施例一的電路圖。
[0007]圖2為具體實(shí)施例二的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。
[0009]如圖1所示為具體實(shí)施例一的電路圖，一種基于電橋的片上電容校正方法，包括交流電橋和邏輯控制電路，交流電橋包括阻抗Z1104、阻抗Z2103、電容CllOl和開關(guān)電容陣列C2102，阻抗21104等于阻抗22103，阻抗21104通過(guò)第一節(jié)點(diǎn)110連接電容(:1101，阻抗22103通過(guò)第二節(jié)點(diǎn)109連接開關(guān)電容陣列C2102，阻抗Zl 104和阻抗Z2103接交流信號(hào)輸入端121，電容CllOl和開關(guān)電容陣列C2102接交流信號(hào)的輸出端122，第一節(jié)點(diǎn)110和第二節(jié)點(diǎn)109分別連接電壓比較器111，電壓比較器111的輸出端接邏輯控制電路112，交流信號(hào)輸出端122接邏輯控制電路112。當(dāng)交流信號(hào)輸入交流電橋時(shí)，阻抗Z1104、阻抗Z2103、電容Cl 11、開關(guān)電容陣列作為交流電橋的四個(gè)臂，都分擔(dān)一部分交流電壓，根據(jù)交流電橋的平衡條件:Z1/Z2=C1/C2，只有當(dāng)開關(guān)電容陣列滿足平衡條件時(shí)，才會(huì)有CllOl兩端電壓等于C2102兩端電壓，所以只需調(diào)整開關(guān)電容陣列的大小，使得電容CllOl兩端電壓等于C2102兩端電壓，就能保證電容CllOl的值等于電容C2102的值，達(dá)到校正電容的目的，具體來(lái)說(shuō)，將電容CllOl和電容C2102的電壓送入電壓比較器進(jìn)行比較后得知電容CllOl和電容C2102上的電壓差，并將相應(yīng)的信號(hào)輸入到邏輯控制電路由于本發(fā)明使用的是交流電橋，電流可能有正反方向的可能，所以電流的方向不同會(huì)使得電壓比較器的結(jié)果產(chǎn)生不同，邏輯控制電路通過(guò)接受電壓比較器的信號(hào)和交流正負(fù)信號(hào)即可判斷出開關(guān)電容陣列C2102相比于標(biāo)準(zhǔn)的電容CllOl的大小關(guān)系，然后邏輯控制電路根據(jù)接受的信號(hào)改變開關(guān)電容陣列C2102的大小，反復(fù)通過(guò)邏輯控制器對(duì)開關(guān)電容陣列C2102的調(diào)整，直到電壓比較器輸入端的電壓相等，電壓比較器輸出結(jié)束校正信號(hào)到邏輯控制器，結(jié)束校正。
[0010]實(shí)施例二
實(shí)施例二與實(shí)施例一的區(qū)別在于:1.電路比較器為運(yùn)算放大器111，通過(guò)運(yùn)算放大器111能十分精準(zhǔn)的對(duì)電容CllOl和開關(guān)電容陣列C2102兩端的電壓差做出比較。2.阻抗Z1104包括正溫度系數(shù)電阻町105和負(fù)溫度系數(shù)電阻1?2106，阻抗22103包括正溫度系數(shù)電阻1?107和負(fù)溫度系數(shù)電阻R4108，通過(guò)對(duì)正溫度系數(shù)電阻和負(fù)溫度系數(shù)電阻的串聯(lián)，消除了溫度對(duì)電阻的影響使測(cè)量結(jié)果更加精確。3.電容CllOl為可調(diào)電容，使開關(guān)電容陣列C2102能根據(jù)需要調(diào)節(jié)到相應(yīng)的電容值。4.實(shí)施例二中邏輯控制電路為逐次逼近邏輯控制電路112，逐次逼近邏輯控制電路112校正的時(shí)間段，優(yōu)于其他校正器。
[0011 ]本發(fā)明有益效果在于:用交流電橋使用交流電能很好的克服直流電測(cè)電容中電容充電時(shí)電流不恒定的缺點(diǎn)，電路使用正溫度系數(shù)電阻和負(fù)溫度系數(shù)電阻的串聯(lián)，消除了溫度對(duì)電阻的影響使測(cè)量結(jié)果更加精確，使用逐次逼近邏輯控制電路，校正次數(shù)少，時(shí)間短，結(jié)果精確。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于電橋的片上電容校正方法，包括交流電橋和邏輯控制電路，交流電橋包括阻抗Z1、阻抗Z2、電容Cl和開關(guān)電容陣列C2其特征在于:所述的阻抗Zl等于阻抗Z2，所述的阻抗Zl通過(guò)第一節(jié)點(diǎn)連接電容Cl，所述的阻抗Z2通過(guò)第二節(jié)點(diǎn)連接開關(guān)電容陣列C2，所述的阻抗Zl和阻抗Z2接交流信號(hào)輸入端，所述的電容Cl和開關(guān)電容陣列C2接交流信號(hào)的輸出端所述的第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)分別連接電壓比較器，所述的電壓比較器的輸出端接邏輯控制電路，所述的交流信號(hào)輸入端或交流信號(hào)輸出端接邏輯控制電路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電橋的片上電容校正方法，其特征在于:所述的電路比較器為運(yùn)算放大器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于電橋的片上電容校正方法，其特征在于:所述的阻抗Zl包括正溫度系數(shù)電阻Rl和負(fù)溫度系數(shù)電阻R2，所述的阻抗Z2包括正溫度系數(shù)電阻R3和負(fù)溫度系數(shù)電阻R4。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電橋的片上電容校正方法，其特征在于:所述的電容Cl為可變電容。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種基于電橋的片上電容校正方法，其特征在于:所述的邏輯控制電路為逐次逼近邏輯控制電路。
【文檔編號(hào)】H03H11/46GK105932979SQ201610247234
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月20日
【發(fā)明人】朱曉銳, 章國(guó)豪, 林俊明, 余凱, 李思臻
【申請(qǐng)人】佛山臻智微芯科技有限公司