[發明專利]一種模數轉換器

有效

• 申請號: 201310019308.6
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103944569B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 朱樟明;梁亮;李偉江;楊銀堂
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司11243
• 代理人: 黃燦,安利霞

技術領域

本發明涉及電路領域，特別是指一種模數（A/D）轉換器。

背景技術

集成電路技術的不斷發展，許多便攜式設備、工業控制和無線通訊應用中需要低功耗、小面積的芯片。低功耗來降低對電池的容量要求，從而降低設備總體積，小的芯片面積可以減少系統開銷，進一步提高設備便攜性。模數轉換器作為芯片接口電路，除了滿足功耗和面積的要求外，在一些電子設備中，為實現不同的功能，往往需要模數轉換器有不同的精度。如果根據系統要求集成多個精度不同的模數轉換器，不僅會使芯片面積顯著增加，同時很難實現低功耗應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種模數轉換器，可以實現模數轉換器的精度的可配置。

為解決上述技術問題，本發明的實施例提供一種模數轉換器，包括：

輸入通道，用于接收模擬輸入信號；

與該輸入通道連接的第一級電路，用于接收所述模擬輸入信號；

與所述第一級電路連接的第二級電路，用于接收所述第一級電路輸出的模擬誤差信號，并將所述模擬誤差信號轉換為數字信號輸出；

所述第一級電路還用于接收所述第二級電路的輸出信號中選出的一個輸出信號，并將選出的所述輸出信號轉換為數字輸出信號。

其中，上述模數轉換器還包括：

連接在所述輸入通道與所述第一級電路之間的第一開關，用于將所述模擬輸入信號或所述第二級電路的所述輸出信號輸入所述第一級電路。

其中，模數轉換器還包括：

控制所述第一開關的精度選擇電路，用于控制所述第一級電路和所述第二級電路循環的次數。

其中，所述第一級電路包括：

與所述第一開關連接的第一子模數轉換器，用于在第一次循環中，把所述模擬輸入信號粗量化，并給出第一子模數轉換器的輸出信號；

連接在所述第一開關與所述第一子模數轉換器之間的第二開關，用于選通所述第一子模數轉換器；

與所述第一開關連接的第二子模數轉換器，用于把所述模擬輸入信號及所述第二級電路的所述輸出信號中選出的一個輸出信號進行粗量化，并給出所述第二子模數轉換器的輸出信號；

連接在所述第一開關與所述第二子模數轉換器之間的第三開關，用于選通所述第二子模數轉換器；

與所述第一子模數轉換器和所述第二子模數轉換器的輸出連接的第一子數模轉換器，用于將所述第一子模數轉換器、所述第二子模數轉換器輸出的數字信號轉換為模擬信號；

與所述輸入通道的采樣保持電路和所述第一子數模轉換器輸出連接的第一精確乘2電路，用于將所述采樣保持電路輸出的模擬輸入信號和所述第一子數模轉換器的輸出信號做差，并放大2倍。

其中，所述第二級電路包括：

與所述第一級電路的輸出連接的第三子模數轉換器，用于將所述第一級電路的輸出信號粗量化，并給出所述第三子模數轉換器的輸出信號；

連接在所述第一級電路與所述第三子模數轉換器之間的第四開關，用于選通所述第三子模數轉換器；

與所述第一級電路的輸出連接的第四子模數轉換器，用于將所述第一級電路的輸出信號粗量化；

連接在所述第一級電路的輸出與所述第四子模數轉換器之間的第五開關，用于選通所述第四子模數轉換器；

與所述第三子模數轉換器的輸出連接的第二子數模轉換器，用于將所述第三子模數轉換器輸出的數字信號轉換為模擬信號；

與所述輸入通道的采樣保持電路和所述第二子數模轉換器輸出連接的第二精確乘2電路，用于將所述第一級電路輸出的誤差信號與所述第二子數模轉換器的輸出信號做差，并放大2倍。

其中，所述第四子模數轉換器為1位模數轉換器。

其中，所述第一精確乘2電路和第二精確乘2電路均由全差分運算放大器和電容組成。

其中，上述模數轉換器還包括：

與所述第一級電路和所述第二級電路連接的偏置電流產生電路，用于給所述第一級電路和所述第二級電路供電。

其中，所述偏置電流產生電路包括：

放大器和第一MOS管、負載電阻形成的反饋環路；其中，所述放大器的輸出連接所述第一MOS管的柵極，所述第一MOS管的漏極連接所述負載電阻的一端，并連接所述放大器的反相輸入端，所述負載電阻的另一端接地；

所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管組成的電流鏡電路；其中，所述第二MOS管、第三MOS管和所述第四MOS管的柵極相互連接，且均與所述第一MOS管的柵極連接，將所述第一MOS管支路的恒定電流按比例鏡像到三條支路；