[發明專利]比較器和模數轉換器

無效

• 申請號: 02120355.5
• 申請日: 2002-05-23
• 公開（公告）號: CN1388647A
• 公開（公告）日: 2003-01-01
• 發明（設計）人: 仁井康夫
• 申請（專利權）人: 日本電氣株式會社
• 主分類號: H03K5/08
• 分類號: H03K5/08;H03M1/36
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 陳瑞豐

技術領域

本發明涉及用來比較信號電壓和參考電壓的比較器。特別地，它涉及一種減少電路元件的比較器和具有該比較器的模數轉換器。

背景技術

關于對輸入的模擬信號進行快速編碼以將之轉換為數字形式的閃躍形模數轉換器，圖1給出了一個公知的常例。如圖1所示，常規的模數轉換器是如下構成的：利用比較器61-6n將從輸入端41輸入的模擬電壓和n級參考電壓進行比較，所述參考電壓由高電平參考電壓VRH和低電平參考電壓VRL之間的電壓被梯形電阻42分壓而得到；在數據保持電路71-7n中存儲比較結果；使用編碼器43將存儲的結果轉換為編碼的數字信號，以從數字信號輸出端44輸出信號。

通常，比較器61-6n是斬波型比較器，并且每個數據保持電路71-7n如圖2排列。從數據輸入端81輸入的數據經過開關82進入由相連的反相器83，84組成的主雙穩態多諧振蕩器以完成正反饋；其中，在存儲數據時，所述開關閉合。主雙穩態多諧振蕩器的輸出經過開關85進入由相連的反相器86，87組成的從雙穩態多諧振蕩器以完成正反饋，其中所述開關85與開關82反相開與關。然后，從數據輸出端88輸出從雙穩態多諧振蕩器的輸出數據。

近年來，由于要加大電路的尺寸，以便獲得高精度的多位模數轉換器，因而就需要減少電路元件的數目以使線路圖尺寸小型化。要想構造一個8比特的閃躍型模數轉換器，例如在圖1的情況下，由于n＝255，所以就需要255個比較器和相同數目的保持電路，即255個保持電路。因此，當通過將比較器和數據保持器簡單地合并來構造模數轉換器時，就出現了要將大量的元件作為一個整體來使用的問題。

發明內容

考慮到前述問題而作出本發明，本發明要提供一種減少了電路元件數目的比較器，從而提供減少了電路元件數目的模數轉換器。

本發明一種基本結構的比較器包括：選擇單元，用于選擇性地輸出信號電壓和參考電壓；第一電容器，其一端接收來自選擇單元的輸出；第一反相器，其輸入端與所述第一電容器的另一端相連；第一開關，位于第一反相器的輸入端和輸出端；三態反相器，其輸入端與第一反相器的輸出端相連；第一鎖存器，其輸入端與三態反相器的輸出端相連；第二開關，其一端位于第一鎖存器的輸出端和第二鎖存器的輸入端之間。

采用本發明基本結構的比較器，省略了相關技術中所需的通常位于比較器的輸出端和第一鎖存單元之間的開關，因此能夠減少數據保持單元(用于存儲比較器輸出電壓的保持單元)中的元件數目。

在本發明第一實施例之基本結構的比較器中，當選擇單元選擇信號電壓時，第一和第二開關閉合，并且第一三態反相器變為高阻狀態；而當選擇單元選擇參考電壓時，第一和第二開關打開，并且第一三態反相器以反相器的形式工作。

在本發明第二實施例之基本結構的比較器中，當選擇單元選擇信號電壓時，第一和第二開關閉合，而三態反相器的輸出變為高阻狀態；當選擇單元選擇參考電壓時，第一開關打開；在第一開關變為打開狀態之后，所述三態反相器從高阻狀態變為反相狀態，而第二開關從閉合狀態變為打開狀態。

采用本發明第二實施例的比較器，與第一實施例相比，除了基本結構比較器的優點外，它還能夠減少所述三態反相器流過的電流。