[發(fā)明專利]具窗口預(yù)測功能的逐漸逼近式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110135304.5
• 申請日: 2011-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN102790618A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張順志;黃冠穎;劉純成;黃崇銘;林進(jìn)富;黃志豪
• 申請（專利權(quán)）人: 財(cái)團(tuán)法人成大研究發(fā)展基金會(huì);奇景光電股份有限公司;承景科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H03M1/38
• 分類號(hào): H03M1/38
• 代理公司: 北京中原華和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種逐漸逼近式(successive?approximation?register，SAR)模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，特別是涉及一種具窗口預(yù)測功能的SAR模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)

逐漸逼近式(SAR)模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)為各種模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器當(dāng)中的一種，用以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。SAR模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器借由比較及搜尋所有可能的量化準(zhǔn)位以獲得數(shù)字輸出。SAR模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器所需的電路面積及成本遠(yuǎn)較其它模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器來得低。然而，SAR模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器需要更多的周期以獲得數(shù)字輸出，因此不適于高速應(yīng)用。

有一些方法被提出以加速SAR模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的操作。其中一個(gè)方法是在比較階段容忍其穩(wěn)定(settling)誤差，但是會(huì)降低其線性度。

雖然SAR模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器消耗的電源遠(yuǎn)較其它模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器來得少，但是，其消耗量對于一些電源資源受限的電子裝置來說，仍然太高。

因此亟需提出一種新穎的SAR模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，以加速其操作而不會(huì)影響其線性度。

由此可見，上述現(xiàn)有的逐漸逼近式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、實(shí)施方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品及方法又沒有適切的結(jié)構(gòu)及方法能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新的具窗口預(yù)測功能的逐漸逼近式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器及方法，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的逐漸逼近式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器存在的缺陷，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的具窗口預(yù)測功能的逐漸逼近式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器及方法，所要解決的技術(shù)問題是提出一種具窗口預(yù)測功能的SAR模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，可在比較階段容忍其穩(wěn)定(settling)誤差，非常適于實(shí)用。

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(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種具窗口預(yù)測功能的逐漸逼近式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其包含：一第一電容式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，用以接收一第一輸入信號(hào)；一第二電容式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，用以接收一第二輸入信號(hào)；一第一粗略比較器，用以比較該第一電容式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器的輸出與一窗口參考電壓；一第二粗略比較器，用以比較該第二電容式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器的輸出與該窗口參考電壓；一精確比較器，用以比較該第一電容式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器的輸出與該第二電容式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器的輸出；及一逐漸逼近式控制器，其接收該第一粗略比較器及該第二粗略比較器的輸出，用以決定該第一電容式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器及該第二電容式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器的輸出是否落入一預(yù)測窗口，該預(yù)測窗口是由該窗口參考電壓所決定，其中，當(dāng)該第一電容式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器及該第二電容式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器的輸出落入該預(yù)測窗口時(shí)，該逐漸逼近式控制器跳過該逐漸逼近式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換的至少一階段；其中該逐漸逼近式控制器對該第一粗略比較器、該第二粗略比較器及該精確比較器的輸出進(jìn)行譯碼，以獲得該逐漸逼近式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換輸出。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

前述的具窗口預(yù)測功能的逐漸逼近式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述的該第一電容式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器及該第二電容式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器當(dāng)中的任一個(gè)包含可個(gè)別切換的電容數(shù)組。

前述的具窗口預(yù)測功能的逐漸逼近式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述的該第一或該第二電容式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，每一階段使用二該電容，以獲得最高有效位，且每一階段使用一該電容，以獲得最低有效位。

前述的具窗口預(yù)測功能的逐漸逼近式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述的該第一電容式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器的電容的第一端耦接至該第一輸入信號(hào)，該第二電容式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器的電容的第一端耦接至該第二輸入信號(hào)，且該第一及該第二電容式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器的電容的第二端可切換至一第一參考電壓或一第二參考電壓。

前述的具窗口預(yù)測功能的逐漸逼近式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述的其更包含多個(gè)開關(guān)，借由逐漸逼近式控制器以控制該電容的切換。

前述的具窗口預(yù)測功能的逐漸逼近式模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述的該第一電容式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器的輸出是由該第一電容式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器的電容的第一端所得到，且該第二電容式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器的輸出是由該第二電容式數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器的電容的第一端所得到。