[發明專利]一種逐次逼近型模數轉換器及其開關切換方法

在審

• 申請號: 201711450254.3
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108055037A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 謝亮;曾華林;張文杰;金湘亮
• 申請（專利權）人: 湘潭芯力特電子科技有限公司
• 主分類號: H03M1/00
• 分類號: H03M1/00;H03M1/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種逐次逼近型模數轉換器，包括電容陣列數模轉換器、比較器、逐次逼近控制邏輯電路、切換開關、采樣開關SP和采樣開關SN；比較器的同相輸入端通過采樣開關SP連接到正輸入信號Vip，比較器的反相輸入端通過采樣開關SN連接到負輸入信號Vin，比較器輸出端連接到逐次逼近控制邏輯電路，電容陣列數模轉換器包括與比較器的同相輸入端相接的同相端電容陣列和與比較器的反相輸入端相接的反相端電容陣列，逐次逼近控制邏輯電路的輸出控制端分別接到同相端電容陣列和反相端電容陣列的開關控制端。本發明還提供了逐次逼近型模數轉換器開關切換方法，本發明既減小了芯片的面積，也有效降低芯片的整體功耗，節約了制作成本，具有良好的經濟效益。

技術領域

本發明涉及一種模數轉換器，尤其是涉及一種逐次逼近型模數轉換器及其開關切換方法，屬于模擬或數模混合集成電路領域。

背景技術

逐次逼近型模數轉換器(Successive Approximation Register Analog toDigital Converter, SAR ADC)又稱為二進制搜索模數轉換器，主要應用于中高分辨率和中高轉換速率的場合。它具有低功耗、面積小、易集成的優點，常被應用于無線傳感節點、消費類電子和生物醫療等領域。

SAR ADC通常采用二進制權電容陣列的電荷重分配結構，通過二進制搜索算法實現模數轉換功能。由于SAR ADC的電容值隨轉換精度呈指數關系增加，因此較高精度的SARADC ，其總電容值會非常大，不僅造成芯片面積增加，還會消耗大量的開關切換能耗。

發明內容

本發明的目的是克服和解決上述問題，提供一種逐次逼近型模數轉換器及其開關切換方法，不僅能夠有效的減小電容的面積，而且可以有效的降低轉換過程中的開關切換能耗，實現降低功耗的目的。

為實現以上目的，本發明的技術方案如下：一種逐次逼近型模數轉換器，包括電容陣列數模轉換器、比較器、逐次逼近控制邏輯電路、切換開關、采樣開關SP和采樣開關SN；比較器的同相輸入端通過采樣開關SP連接到正輸入信號Vip，比較器的反相輸入端通過采樣開關SN連接到負輸入信號Vin，比較器輸出端連接到逐次逼近控制邏輯電路，所述電容陣列數模轉換器包括與比較器的同相輸入端相接的同相端電容陣列和與比較器的反相輸入端相接的反相端電容陣列，同相端電容陣列和反相端電容陣列公共端分別接到比較器的同相輸入端和反相輸入端，同相端電容陣列與反相端電容陣列中的所有電容的非公共端均通過切換開關選擇連接參考電壓Vref、Vcm或GND；所述同相端電容陣列包括同相端CMSB電容陣列和同相端CLSB電容陣列，所述反相端電容陣列，包括反相端CMSB電容陣列和反相端CLSB電容陣列，所述同相端電容陣列和所述反相端電容陣列構成完全相同，所述同相端CMSB電容陣列和同相端CLSB電容陣列構成完全相同，所述反相端CMSB電容陣列和反相端CLSB電容陣列構成完全相同；所述逐次逼近控制邏輯電路的輸出控制端分別接到同相端電容陣列和反相端電容陣列的開關控制端。