模拟数字转换器，及用于检测其中缺陷的方法和电路与流程

本申请涉及集成电路领域，更具体地，涉及一种有内置自检测功能的模拟数字转换器、用于检测模拟数字转换电路中缺陷的方法、以及用于检测模拟数字转换电路中缺陷的测试电路。

背景技术：

1、模拟数字转换器(analog digital converter，adc)是用于将模拟信号转换为数字信号的装置。逐次逼近寄存器模拟数字转换器(successive-approximation registeranalog-to-digital converter，sar adc)是一种典型的adc，其在对模拟输入信号进行采样后，将采样的模拟输入信号与在sar逻辑电路控制下产生的参考电压进行比较，以产生对应的输出数字信号。sar adc被广泛异地应用于音频处理、视频处理、以及信号处理等。

2、sar adc中通常包括电容、开关、比较器等器件。这些器件可能存在制造缺陷，例如，电容值不准确，开关不起作用，比较器工作不正常等。这些缺陷会导致sar adc的错误输出。为了检测sar adc中的缺陷，可以向被测试的sar adc提供不同的模拟测试电压，并判断输出数值是否准确；也可以通过设置专用的测试电路，来对sar adc进行测试。然而，现有技术中sar adc的测试方法或者装置存在测试时间久、系统开销大等缺点。

技术实现思路

1、本申请的一个目的在于提供一种对逐次逼近型模拟数字转换电路的缺陷检测的方法或装置，其能够快速、低成本地对逐次逼近型模拟数字转换电路进行缺陷检测。

2、根据本申请的一个方面，提供了一种具有内置自检测功能的模拟数字转换器。该模拟数字转换器包括：基于冗余编码设计的逐次逼近型模拟数字转换电路(sar adc)；输入单元，其被配置用于将缺陷敏感输入量输入所述sar adc，其中，所述缺陷敏感输入量为能够由多个k位二进制数表示的输入电压，k为正整数；转换控制单元，其被配置用于控制所述sar adc对所述缺陷敏感输入量进行模拟数字转换，所述控制包括：步骤a：将所述sar adc输出的k位二进制数中的第k位设置为固定值；步骤b：控制所述sar adc对所述缺陷敏感输入量进行逐次逼近转换，以确定所述k位二进制数中除第k位之外的其他位的值，从而产生输出数字码dout(k)；以及步骤c：在1至k的范围内改变k的取值，并重复执行所述步骤a和所述步骤b，直至产生对应的k个输出数字码dout(k)；和判断单元，其被配置为基于所述k个输出数字码dout(k)判断所述sar adc是否存在缺陷。

3、根据本申请的另一个方面，提供了一种用于检测模拟数字转换电路中缺陷的方法。该方法包括：将缺陷敏感输入量输入基于冗余编码设计的逐次逼近型模拟数字转换电路(sar adc)，其中，所述缺陷敏感输入量为能够由多个k位二进制数表示的输入电压；控制所述sar adc对所述缺陷敏感输入量进行模拟数字转换，所述控制包括：步骤a：将所述saradc输出的k位二进制数中的第k位设置为固定值；步骤b：控制所述sar adc对所述缺陷敏感输入量进行逐次逼近转换，以确定所述k位二进制数中除第k位之外的其他位的值，从而产生输出数字码dout(k)；以及步骤c：在1至k的范围内改变k的取值，并重复执行所述步骤a和所述步骤b，直至产生对应的k个输出数字码dout(k)；和基于所述k个输出数字码dout(k)判断所述sar adc是否存在缺陷。

4、根据本申请的另一个方面，提供了一种用于检测模拟数字转换电路中缺陷的测试电路。该测试电路包括：输入单元，其被配置用于将缺陷敏感输入量输入基于冗余编码设计的逐次逼近型模拟数字转换电路(sar adc)，其中，所述缺陷敏感输入量为能够由多个k位二进制数表示的输入电压，k为正整数；转换控制单元，其被配置用于控制所述sar adc对所述缺陷敏感输入量进行模拟数字转换，所述控制包括：步骤a：将所述sar adc输出的k位二进制数中的第k位设置为固定值；步骤b：控制所述sar adc对所述缺陷敏感输入量进行逐次逼近转换，以确定所述k位二进制数中除第k位之外的其他位的值，从而产生输出数字码dout(k)；以及步骤c：在1至k的范围内改变k的取值，并重复执行所述步骤a和所述步骤b，直至产生对应的k个输出数字码dout(k)；和判断单元，其被配置为基于所述k个输出数字码dout(k)判断所述sar adc是否存在缺陷。

5、本申请提供的对sar adc进行缺陷检测的技术方案与现有技术相比，所需测试时间更短；且能够与sar adc集成，实现片上检测，节省了测试资源。

6、以上为本申请的概述，可能有简化、概括和省略细节的情况，因此本领域的技术人员应该认识到，该部分仅是示例说明性的，而不旨在以任何方式限定本申请范围。本概述部分既非旨在确定所要求保护主题的关键特征或必要特征，也非旨在用作为确定所要求保护主题的范围的辅助手段。

技术特征：

1.一种具有内置自检测功能的模拟数字转换器，其特征在于，所述模拟数字转换器包括：

2.根据权利要求1所述的模拟数字转换器，其特征在于，所述sar adc对所述输入电压进行转化的量化区间为0至(m-1)，其中，m为大于1的正整数，且m＜2k。

3.根据权利要求1所述的模拟数字转换器，其特征在于，所述固定值为0或1。

4.根据权利要求3所述的模拟数字转换器，其特征在于，所述转换控制单元包括设置电路，所述设置电路基于设置触发信号、极性信号和初始控制值产生用于将所述k位二进制数中的第k位设置为固定值的重写信号，其中所述设置触发信号指示对所述k位二进制数中的第k位进行重新设置，所述极性信号指示所述固定值为0或1，所述初始控制值指示所述saradc中的逐次逼近逻辑电路提供的码字的第k位的初始值。

5.根据权利要求1所述的模拟数字转换器，其特征在于，所述k位二进制数的最高有效位对应k＝k，所述k位二进制数的最低有效位对应k＝1，所述转换控制单元被配置用于将所述k的取值从k逐一递减至1。

6.根据权利要求1所述的模拟数字转换器，其特征在于，所述判断单元还包括存储模块，所述存储模块被配置用于存储所述k个输出数字码dout(k)。

7.根据权利要求6所述的模拟数字转换器，其特征在于，所述判断单元还被配置用于：

8.根据权利要求1所述的模拟数字转换器，其特征在于，所述缺陷敏感输入量的数量为多个，所述输入单元被配置用于将所述多个缺陷敏感输入量依次输入所述sar adc，所述转换控制单元被配置用于对每个缺陷敏感输入量执行所述步骤a至步骤c的操作并获得对应的k个输出数字码dout(k)，所述判断单元被配置用于基于每个缺陷敏感输入量对应的k个输出数字码dout(k)判断所述sar adc是否存在缺陷。

9.根据权利要求1所述的模拟数字转换器，其特征在于，所述判断单元还被配置用于基于所述k个输出数字码dout(k)判断所述sar adc的缺陷类型。

10.根据权利要求1所述的模拟数字转换器，其特征在于，所述sar adc包括冗余电容器阵列。

11.一种用于检测模拟数字转换电路中缺陷的方法，其特征在于，所述方法包括：

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述sar adc对所述输入电压进行转化的量化区间为0至(m-1)，其中，m为大于1的正整数，且m＜2k。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将所述sar adc输出的k位二进制数中的第k位设置为固定值包括：将所述sar adc输出的k位二进制数中的第k位设置为0或1。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，将所述sar adc输出的k位二进制数中的第k位设置为0或1包括：

15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述k位二进制数的最高有效位对应k＝k，所述k位二进制数的最低有效位对应k＝1，并且所述在1至k的范围内改变k的取值包括：将所述k的取值从k逐一递减至1。

16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，基于所述k个输出数字码dout(k)判断所述sar adc是否存在缺陷包括：

18.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述缺陷敏感输入量的数量为多个，所述方法还包括：

19.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

20.一种用于检测模拟数字转换电路中缺陷的测试电路，其特征在于，所述测试电路包括：

技术总结本申请提供了一种模拟数字转换器，以及用于检测其中缺陷的方法和电路。所述模拟数字转换器具有内置自检测功能，并且包括：基于冗余编码设计的SAR ADC；输入单元，其被配置用于将缺陷敏感输入量输入SAR ADC；转换控制单元，其被配置用于控制SAR ADC对缺陷敏感输入量进行转换，所述控制包括：步骤a：将SAR ADC输出的K位二进制数中的第k位设置为固定值；步骤b：控制SAR ADC对缺陷敏感输入量进行转换，以确定K位二进制数中除第k位之外的其他位的值，从而产生输出数字码D<subgt;out</subgt;(k)；步骤c：在1至K的范围内改变k的取值，并重复执行步骤a和b，产生K个输出数字码D<subgt;out</subgt;(k)；和判断单元，其被配置为基于K个输出数字码D<subgt;out</subgt;(k)判断SAR ADC是否存在缺陷。技术研发人员：涂威,江立新,李雪健受保护的技术使用者：澜起电子科技（昆山）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14