[發明專利]非同步逐漸逼近式模擬至數字轉換器

有效

• 申請號: 201410050515.2
• 申請日: 2014-02-13
• 公開（公告）號: CN104852741B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 張順志;郭哲勛;黃崇銘
• 申請（專利權）人: 財團法人成大研究發展基金會;奇景光電股份有限公司
• 主分類號: H03M1/38
• 分類號: H03M1/38
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司11019
• 代理人: 壽寧,張華輝

技術領域

本發明有關一種逐漸逼近式(successive approximation register,SAR)模擬至數字轉換器，特別是關于一種非同步逐漸逼近式模擬至數字轉換器。

背景技術

逐漸逼近式(SAR)模擬至數字轉換器為模擬至數字轉換器的一種，用以將模擬信號轉換為相應的數字信號。逐漸逼近式模擬至數字轉換器是借由比較與搜尋所有量化階層，以得到數字輸出。逐漸逼近式模擬至數字轉換器所需電路面積與成本較其他模擬至數字轉換器來得少，然而需要較多周期才能得到數字輸出，因此不適于高速的應用。

為了加速操作，因而有非同步逐漸逼近式模擬至數字轉換器的提出。然而，傳統非同步逐漸逼近式模擬至數字轉換器會在電容器尚未穩定前即進行比較，造成非完全的穩定，因而產生錯誤的數字輸出。

鑒于傳統逐漸逼近式模擬至數字轉換器無法有效且正確地提升操作速度，因此亟需提出一種新穎的逐漸逼近式模擬至數字轉換器，以克服傳統逐漸逼近式模擬至數字轉換器的缺點。

發明內容

鑒于上述，本發明的目的之一在于提出一種逐漸逼近式(SAR)模擬至數字轉換器，其于比較或/且穩定期間，以非同步方式來操作。

本發明的目的是采用以下技術方案來實現的。本發明提出一種非同步逐漸逼近式(SAR)模擬至數字轉換器，包含取樣電路、比較器及一對陣列。取樣電路對輸入電壓進行取樣，以產生取樣輸入電壓。比較器接收取樣輸入電壓。每一陣列包含多個獨立切換的二元加權電容器，其分別借由多個相位開關以耦接至比較器的輸出。當，前一位元完成比較時，目前位元相應的相位開關的相位信號變為主動，且當目前位元完成比較時，目前位相應的相位信號變為非主動。

本發明的目的還可采用以下技術措施進一步實現。

前述的非同步逐漸逼近式模擬至數字轉換器，其中每一陣列的多個電容器的第一端耦接至該比較器的輸入，且所述多個電容器的第二端借由所述多個相位開關而分別切換耦接至該比較器的輸出。

前述的非同步逐漸逼近式模擬至數字轉換器，其中當跨于該陣列的前一位元相應的多個電容器的電壓具不同邏輯狀態時，則前一位元完成比較；且當跨于該陣列的目前位元相應的所述多個電容器的電壓具不同邏輯狀態時，則目前位元完成比較。

前述的非同步逐漸逼近式模擬至數字轉換器，其更包含時序邏輯，其根據位元的相應電容器的邏輯狀態，以產生相應于該位元的完成信號。

前述的非同步逐漸逼近式模擬至數字轉換器，其中該時序邏輯包含多個或門，每一該或門的二輸入分別接收相應的所述多個電容器的反相邏輯狀態，借以產生該完成信號。

前述的非同步逐漸逼近式模擬至數字轉換器，其中該電容器的邏輯狀態是擷取自閂鎖器與反相器之間的中間節點，其中該閂鎖器與該反相器設于相應的該相位開關與該電容器之間。

前述的非同步逐漸逼近式模擬至數字轉換器，其中該閂鎖器包含二反相器，其交叉耦接以形成閉合回路。

前述的非同步逐漸逼近式模擬至數字轉換器，其更包含相位產生及門，其二輸入分別接收前一位元的完成信號與目前位元的反相完成信號，以產生目前位元的相位信號。

前述的非同步逐漸逼近式模擬至數字轉換器，其更包含一或多個延遲單元，連接于部分的所述多個或門之后。

前述的非同步逐漸逼近式模擬至數字轉換器，其中較高有效位元的延遲單元數目多于較低有效位元的延遲單元。

前述的非同步逐漸逼近式模擬至數字轉換器，其中僅有當該比較器的輸出電壓變為有效且所述多個電容器變為穩定時，該比較器才進行比較。

前述的非同步逐漸逼近式模擬至數字轉換器，其更包含及門，接收該比較器的二輸出電壓，以產生有效信號，用以表示該比較器的輸出電壓為有效。

前述的非同步逐漸逼近式模擬至數字轉換器，其中僅有當該有效信號為主動且至少一相位信號為主動，使得比較時鐘變為主動時，該比較器才進行比較。

借由上述技術方案，本發明的非同步逐漸逼近式(SAR)模擬至數字轉換器至少具有下列優點及有益效果：本發明的一種逐漸逼近式(SAR)模擬至數字轉換器，其于比較或/且穩定期間，以非同步方式來操作。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖,詳細說明如下。

附圖說明

圖1顯示本發明實施例的逐漸逼近式(SAR)模擬至數字轉換器的電路。

圖2顯示圖1的逐漸逼近式模擬至數字轉換器的相位信號的產生電路。