[發明專利]一種可配置多通道逐次逼近結構的模數轉換器

有效

• 申請號: 201210574879.1
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN103023505A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 劉珂;邵莉;杜占坤;馬驍;畢見鵬;傅健;龐曉敏
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H03M1/38
• 分類號: H03M1/38
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種可配置多通道逐次逼近結構的模數轉換器，其特征在于，該模數轉換器包括：

模擬輸入多路選通電路(100)，其輸入端輸入模擬信號，其輸出端連接至逐次逼近模數轉換電路(500)，用于根據控制信號配置全差分模式與單端模式；

SPI接口電路(200)，其輸入端輸入外部時鐘信號和串行數字輸入信號，其輸出端連接至控制邏輯電路，輸出串行數字輸出信號；

控制邏輯電路(300)，其輸入端輸入片選信號與重啟信號，其輸出端分別連接至SPI接口電路(200)、模擬輸入多路選通電路(100)、基準和偏置產生電路(400)及逐次逼近模數轉換電路(500)，通過SPI接口電路(200)與外部控制器進行通信，完成控制字的翻譯，動態調整該模數轉換器的工作狀態，并發出相應的控制信號，控制模擬輸入多路選通電路(100)完成通道的選擇，通過基準和偏置產生電路(400)控制基準選擇；

基準和偏置產生電路(400)，其輸入端輸入外部控制信號、基準選擇信號與外部基準信號，其輸出端連接至逐次逼近模數轉換電路(500)，用于根據外部控制信號決定內部基準和外部基準之間的切換；

逐次逼近模數轉換電路(500)，其輸入端分別連接至控制邏輯電路(300)、模擬輸入多路選通電路(100)及基準和偏置產生電路(400)，其輸出端輸出模數轉換后信號。

2.根據權利要求1所述的可配置多通道逐次逼近結構的模數轉換器，其特征在于，所述模擬輸入多路選通電路(100)，其輸入端直接與模擬輸入信號相連，可分成偶數通道CH0-CH(2K)與奇數通道CH1-CH(2K+1)，K為大于0的自然數，其中：

偶數通道開關S0-S2k相互并聯，通過開關Sp1輸出第一選通信號；

奇數通道開關S1～S2k+1相互并聯，通過開關Sn1輸出第二選通信號；

偶數通道通過開關S與奇數通道串接；

信號通路一與信號通路二之間加入串接的兩個開關Sp1與Sn1，并輸出共模電平。

3.根據權利要求2所述的可配置多通道逐次逼近結構的模數轉換器，其特征在于，

在全差分模式下，該模數轉換器的輸入信號和基準電壓輸入都為全差分形式，差分輸入信號的正負端分別接入奇偶通道，并通過開關S0～S2k+1選擇通道編號，此時S、Sp2、Sn2斷開，Sp1和Sn1導通；

在單端模式下，該模數轉換器的輸入信號和基準電壓輸入都為單端模式，單端模式的量化范圍為全差分模式的一半，單端模式最大可用通道數為全差分模式的兩倍，通過開關S0～S2k+1選擇輸入信號。

4.根據權利要求1所述的可配置多通道逐次逼近結構的模數轉換器，其特征在于，所述SPI接口電路(200)是通過三根控制信號線與外部控制器相連，這三根控制信號線分別為SCLK、SDI、SDO，其中SCLK用于連接外部時鐘信號，SDI用于串行數字輸入，SDO用于串行數字輸出。

5.根據權利要求1所述的可配置多通道逐次逼近結構的模數轉換器，其特征在于，所述控制邏輯電路(300)作為該模數轉換器的控制核心，通過片選信號CSN和重啟信號RST與外部控制信號相連，使內部各部分能夠異步響應片選信號和重啟信號。

6.根據權利要求1所述的可配置多通道逐次逼近結構的模數轉換器，其特征在于，所述控制邏輯電路(300)用于完成逐次逼近邏輯的實現，并實現轉換結果的同步串行輸出，輸出結果發給SPI接口電路(200)，再通過SDO引腳輸出。

7.根據權利要求1所述的可配置多通道逐次逼近結構的模數轉換器，其特征在于，所述基準和偏置產生電路(400)由內部基準產生電路和基準選擇電路構成，內部基準產生電路能夠產生參考電壓和偏置電流，基準選擇電路能夠根據外部控制信號決定內部基準和外部基準之間的切換。