[發明專利]模數轉換器和控制方法

有效

• 申請號: 201680003054.0
• 申請日: 2016-02-19
• 公開（公告）號: CN106797219B
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 木島雅史;水田悟;谷井努;松波弘之
• 申請（專利權）人: 賽普拉斯半導體公司
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 陸建萍;鄭霞

模數轉換器包括數模轉換器、比較器和寄存器。數模轉換器被配置為輸出參考電壓和模擬信號的電壓之間的差分電壓。比較器被配置為輸出與由數模轉換器輸出的差分電壓對應的比較信號。寄存器被配置為使數模轉換器生成N對差分電壓(N≥1)、第(N+1)對差分電壓，并且被配置為輸出與在(N+1)個比較信號中具有最小電壓的比較信號對應的數字信號。

優先權

本申請是于2015年12月21日提交的第14/977,598號美國專利申請的國際申請，要求于2015年6月17日提交的第62/180,837號美國臨時申請的優先權和權益，所有申請通過引用以其整體并入本文。

技術領域

本公開涉及模數轉換器和控制方法。

背景技術

逐次逼近模數轉換器(ADC)利用內部數模轉換器(DAC)生成不同的參考電壓，并且將要轉換的模擬信號的電壓與參考電壓進行比較，以便生成與要轉換的模擬信號的電壓對應的數字信號。逐次逼近ADC的示例具有與內部DAC中的無源組件的數量對應的分辨率，即，對于2^N個無源組件(其中N是自然數)，具有N位分辨率。

為了提高這樣的逐次逼近ADC的分辨率，需要在內部DAC中提供更多數量的無源組件。然而，增加DAC中的無源組件的數量增加了制造成本。此外，由于模數轉換期間時間常數的增加，轉換速度降低并且功率消耗增加。

發明內容

因此，提供更有效的模數轉換器及其控制方法將是有幫助的。

根據本公開的一個方面的模數轉換器包括：數模轉換器，其被配置為輸出參考電壓和模擬信號的電壓之間的差分電壓；比較器，其被配置為輸出與由數模轉換器輸出的差分電壓對應的比較信號；以及寄存器，其被配置為使數模轉換器生成N對差分電壓(其中N是大于或等于一的整數)，被配置為通過使數模轉換器的正極側和負極側中的一個輸出第(N+1)差分電壓并且使正極側和負極側中的另一個輸出等于第N差分電壓的差分電壓作為第(N+1)差分電壓來使數模轉換器生成第(N+1)對差分電壓，并被配置為輸出與在(N+1)個比較信號中具有最小電壓的最小比較信號對應的數字信號。注意，如本公開中所使用的，“寄存器”指的是具有用于控制轉換器的存儲元件的電路。

在以上方面中，數模轉換器可以是包括一對轉換器的差分數模轉換器，每個轉換器包括(N+1)個無源組件、將參考電壓和模擬信號的電壓輸入到無源組件中并且生成參考電壓和模擬信號的電壓之間的N個差分電壓。

在以上方面中，寄存器可以使該對轉換器中的一個轉換器中的一個無源組件連接到參考電壓并輸出第(N+1)差分電壓。

以上方面還可包括解碼器，其被配置為基于從寄存器獲得的信號，將數字信號輸入到數模轉換器中。

在以上方面中，該對轉換器中的無源組件可以是電容器、電阻器或電容器和電阻器的組合。

在以上方面中，該對轉換器中的無源組件可利用二元系統或分段系統來配置。

在以上方面中，模擬信號可以是差分信號或單端信號。

在以上方面中，模數轉換器可包括多個比較器。

在以上方面中，具有不同電壓電平的兩個參考電壓可經由開關連接到比較器中的正極側和負極側中的一個上的輸入端子。

在以上方面中，寄存器可在使數模轉換器輸出第(N+1)差分電壓時通過控制開關來切換連接到輸入端子的參考電壓。