[發(fā)明專利]一種用于逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器三電平開關(guān)的方法及電路

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510010276.2
• 申請(qǐng)日: 2015-01-06
• 公開（公告）號(hào): CN104485960A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉寅;王浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吳江圣博瑞信息科技有限公司
• 主分類號(hào): H03M1/38
• 分類號(hào): H03M1/38
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)模混合集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器三電平開關(guān)的方法及電路。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器開關(guān)過(guò)程如圖1所示。圖1中C是單位電容，V_INP，V_INN是差分輸入信號(hào)，V_REF是參考電壓，GND是地端，V_DACP是比較器正輸入端，V_DACN是比較器負(fù)輸入端，MSB(Most?Significant?Bit最高位電容)這里指最大電容。圖1中，采樣階段所有電容上極板均接輸入共模電壓V_CM，下極板接差分輸入信號(hào)。采樣結(jié)束后，斷開電容上極板與V_CM的連接，同時(shí)V_INP端MSB電容下極板接VREF，其余LSBs電容下極板接GND，而V_INN端MSB接GND，其余LSBs接V_REF。然后開始第一次比較過(guò)程。如果V_DACP小于V_DACN，則數(shù)字輸出碼為1，同時(shí)電容接法保持不變，反之V_DACP端MSB電容下極板從接V_REF切換為接GND，V_INN端MSB

電容下極板由接GND切換為接V_REF。接著V_DACP端MSB-1電容接V_REF，V_DACN端MSB-1電容接GND。開始第二次比較，根據(jù)比較結(jié)果確定相應(yīng)的位電容保持不變還是重新切換接GND，直到LSB確定。整個(gè)過(guò)程中VDACP端電容下極板接法與VDACN端相反。圖1中也示意了每步轉(zhuǎn)換過(guò)程中開關(guān)消耗的能量。采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)和開關(guān)時(shí)序的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，完成轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的功耗可以表示為：

其中：

n為數(shù)模轉(zhuǎn)換器的位數(shù)；

C為數(shù)模轉(zhuǎn)換器的單位電容值；

V_REF為數(shù)模轉(zhuǎn)換器的參考電平。

傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)開關(guān)時(shí)序控制的逐次逼近波形如圖2所示。可見(jiàn)，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)開關(guān)時(shí)序存在的問(wèn)題是：需要較多的電容，產(chǎn)生較大功耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在列車乘客信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，基于8位單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的多路獨(dú)立音頻輸出。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器三電平開關(guān)的方法，用于n位模數(shù)轉(zhuǎn)換，包括比較器和n-2位二進(jìn)制開關(guān)電容，其中：

在采樣階段，每對(duì)電容中第一個(gè)電容的上極板對(duì)差分輸入信號(hào)V_INP進(jìn)行采樣，每對(duì)電容中第二個(gè)電容的上極板對(duì)差分輸入信號(hào)V_INN進(jìn)行采樣，所有電容下極板均接地端GND，使得比較器兩輸入端的電壓分別為V_INP、V_INN；

采樣結(jié)束后，電容上極板斷開與相應(yīng)輸入信號(hào)的連接，開始第一次比較，其中V_DACP(i)＝V_INP，V_DACN(i)＝V_INN，i＝1：

當(dāng)V_DACP大于V_DACN時(shí)，比較器輸出數(shù)字碼為1，同時(shí)V_DACN端所有電容下極板由地端GND切換到共模電壓V_CM，其余所有電容接法保持不變，此時(shí)V_DACN(i+1)＝V_DACN(i)+V_REF/2，V_DACP(i+1)＝V_DACP(i)，其中i＝1；

當(dāng)V_DACP小于V_DACN時(shí)，比較器輸出數(shù)字碼為0，同時(shí)V_DACP端所有電容下極板由地端GND切換到共模電壓V_CM，其余所有電容接法保持不變，此時(shí)V_DACP(i+1)＝V_DACP(i)+V_REF/2，V_DACN(i+1)＝V_DACN(i)，其中i＝1；

MSB確定后，開始第二次比較，此時(shí)i＝i+1＝2；