[發明專利]比較器、模擬數字轉換器與其電路布局方法

無效

• 申請號: 200610081840.0
• 申請日: 2006-05-12
• 公開（公告）號: CN101072031A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: 徐獻松;彭國偉
• 申請（專利權）人: 碩頡科技股份有限公司
• 主分類號: H03M1/34
• 分類號: H03M1/34
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 蒲邁文;黃小臨

技術領域

本發明涉及一種模擬/數字轉換器，特別是涉及一種可減少取樣電壓誤差、信道電荷注入以及時鐘饋入的影響的模擬/數字轉換器。

背景技術

圖1為一已知(N+M)位的模擬/數字轉換器的方塊示意圖。參考電壓產生電路12在參考電壓V_RT與V_RB之間產生多個第一參考電壓102與多個第二參考電壓101，以分別提供給高位比較器15以及低位比較器11與13，以作為與輸入電壓Vin比較。參考電壓產生電路12先在參考電壓V_RT與V_RB之間產生(2^N-1)個第一參考電壓102，然后在每兩個相鄰的第一參考電壓之間再產生(2^M-1)個第二參考電壓101。

當輸入電壓Vin經過高位比較器15比較后會產生第一溫度計碼(thermometer?code)105并傳送至高位數據編碼器17中編碼，以得到N位的數字碼108并傳送到高位數據鎖存器中18存放。

當輸入電壓Vin與連接于多個第一參考電壓102的高位比較器15比較后，便可得知輸入電壓Vin位于(2^N-1)個第一參考電壓102的那一段區間。再通過連接于第二參考電壓101的低位比較器11及13比較電壓后，產生第二溫度計碼103及104并分別經過低位數據編碼器14與16作編碼后，便產生N位的數字碼(digital?code)106和107，并傳送到低位數據選擇及鎖存器19中存放。

由于高位數據編碼器17產生的N位數字碼在時序上比低位數據編碼器14或16產生的M位數字碼快一個時鐘周期，因此高位數據鎖存器18在延遲一個時鐘周期后將N位數字碼傳送到加法器109中與M位數字碼相加以得到輸入電壓Vin的(N+M)位的數字數據。

如果高位比較器15的工作頻率為Fs，則低位比較器11和13的工作頻率為(1/2)Fs。此外由于高位比較器15、低位比較器11和低位比較器13的取樣電路不是相同，會導致高位比較器15、低位比較器11和低位比較器13因取樣時間上有所誤差，故對一相同的輸入電壓Vin，其高位比較器15及低位比較器11及13所取樣到的電壓會稍有不同，而造成模擬/數字轉換器的輸出結果不正確。

此外，已知技術中，高位比較器15、低位比較器11和低位比較器13內所采用的比較器為單端放大器(single-ended?amplifier)，而位于比較器內的開關在切換時容易造成通道電荷注入(charge?injection)以及時鐘饋入(clock?feedthrough)的問題，使得模擬/數字轉換器的輸出結果不正確。

發明內容

本發明的目的為提供一種模擬/數字轉換器，可減少因取樣電壓誤差造成模擬/數字轉換器的效能不佳的情形。

本發明的另一目的為提供一種模擬/數字轉換器，可減少模擬/數字轉換器中比較器內的開關在切換時造成的通道電荷注入(charge?injection)以及時鐘饋入(clock?feedthrough)的影響。

本發明的另一目的為提供一種本發明所提出的模擬/數字轉換器的布局方法，針對本發明的模擬/數字轉換器特性作電路布局的最佳化。

本發明提供一種模擬數字轉換器，包括一參考電壓產生電路、一第一粗/細比較器、一第二粗/細比較器、一第一編碼器、一第二編碼器以及一數據選擇及鎖存單元。該參考電壓產生電路，用以產生多個粗參考電壓以及多個細參考電壓。該第一粗/細比較器，接收并比較一輸入電壓與所述粗參考電壓，以輸出一第一控制信號與一第一粗溫度計碼(thermometer?code)，其中該參考電壓產生電路接受該第一控制信號后，輸出多個對應的細參考電壓，該第一粗/細比較器再比較該輸入電壓與所述對應細參考電壓后，輸出一第一細溫度計碼。該第二粗/細比較器，接收并比較該輸入電壓與所述粗參考電壓，以輸出一第二控制信號與一第二粗溫度計碼，其中該參考電壓產生電路接受該第二控制信號后，輸出多個對應的細參考電壓，該第二粗/細比較器再比較該輸入電壓與所述對應細參考電壓后，輸出一第二細溫度計碼。該第一編碼器，接收該第一粗溫度計碼與該第一細溫度計碼并輸出一第一數字碼(digitalcode)。該第二編碼器，接收該第二粗溫度計碼與該第二細溫度計碼并輸出一第二數字碼。該數據選擇及鎖存單元，接收并交替輸出該第一數字碼與該第二數字碼。