[實用新型]一種Pipeline SAR-ADC電路

有效

• 申請號: 201721636359.3
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN207410328U
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 李榮寬;周駿;沈泓翔
• 申請（專利權）人: 四川知微傳感技術有限公司
• 主分類號: H03M1/38
• 分類號: H03M1/38
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 王記明

本實用新型公開了一種Pipeline SAR?ADC電路，包括前級采樣比較電路、后級采樣比較電路、數字邏輯控制模塊及兩個寄存器模塊，其中，前級采樣比較電路包括第一比較器、第一開關、第二開關、m條前級正端比較支路及m條前級負端比較支路。后級采樣比較電路包括第二比較器、第三開關、第四開關、n條后級正端比較支路及n條后級負端比較支路。第一比較器的輸出端連接數字邏輯控制模塊的前m位輸入接口，第二比較器的輸出端連接數字邏輯控制模塊的后n位輸入接口。一個寄存器模塊的輸入接口與數字邏輯控制模塊的前m位數字接口連接，另一個寄存器模塊的輸入接口與數字邏輯控制模塊的后n位數字接口連接。本實用新型使用元器件少，便于實現，能提升輸出速率和分辨率。

技術領域

本實用新型涉及集成電路技術領域，具體是一種Pipeline SAR-ADC電路。

背景技術

模數轉換器(ADC)作為將模擬信號轉換成數字信號的關鍵器件，在航空航天與防務、汽車應用、軟件無線電、消費電子、視頻監控與圖像采集、雷達通信等領域發揮著至關重要的作用。隨著現代技術的不斷發展，這些領域對速度和分辨率的要求不斷提升，對模數轉換器的要求也越來越高。

傳統的模數轉換器常常采用Pipeline-ADC和SAR-ADC兩種結構，其中，Pipeline-ADC結構應用時存在以下缺點：第一、Pipeline-ADC受電容失配的影響較大，這導致Pipeline-ADC分辨率受到很大的限制；第二，Pipeline-ADC需要配備誤差修正模塊，這會增加ADC的功耗和面積，限制其在工業控制等領域的應用。SAR-ADC結構應用時存在以下缺點：因SAR-ADC采用逐漸逼近式的電壓比較方法，導致其無法運用在高速的環境中，即SAR-ADC的采樣速率低。

實用新型內容

本實用新型的目的在于解決傳統模數轉換器存在分辨率低和采樣速率低的問題，提供了一種Pipeline SAR-ADC電路，其具有Pipeline和SAR-ADC結構結合的優點，能提升輸出速率和分辨率。

本實用新型解決上述問題主要通過以下技術方案實現：一種Pipeline SAR-ADC電路，包括前級采樣比較電路、后級采樣比較電路、數字邏輯控制模塊及寄存器模塊，所述前級采樣比較電路包括第一比較器、第一開關、第二開關、m條前級正端比較支路及m條前級負端比較支路，所述第一開關一端用于輸入差分電壓，其另一端與第一比較器同相輸入端連接；所述第二開關一端用于輸入差分電壓，其另一端與第一比較器反相輸入端連接；

所述后級采樣比較電路包括第二比較器、第三開關、第四開關、n條后級正端比較支路及n條后級負端比較支路，所述第三開關一端連接于第一比較器同相輸入端與第一開關之間的線路上，用于輸入差分式殘差電壓，其另一端與第二比較器同相輸入端連接；所述第四開關一端連接于第一比較器反相輸入端與第二開關之間的線路上，用于輸入差分式殘差電壓，其另一端與第二比較器反相輸入端連接；

所述第一比較器的輸出端連接數字邏輯控制模塊的前m位輸入接口，所述第二比較器的輸出端連接數字邏輯控制模塊的后n位輸入接口；所述寄存器模塊的數量為兩個，一個寄存器模塊的輸入接口與數字邏輯控制模塊的前m位數字接口連接，另一個寄存器模塊的輸入接口與數字邏輯控制模塊的后n位數字接口連接；其中，m和n均為大于或等于1的正整數；

所述前級正端比較支路、前級負端比較支路、后級正端比較支路及后級負端比較支路均包括一個電容及與該電容同一端連接的三個開關，三個所述的開關相對連接電容端的另一端分別用于輸入高參考電壓、低參考電壓、高低參考電壓的共模電壓；m條所述的前級正端比較支路中電容相對連接開關端的另一端連接于第一比較器同相輸入端，m條所述的前級負端比較支路中電容相對連接開關端的另一端連接于第一比較器反相輸入端，n條所述的后級正端比較支路中電容相對連接開關端的另一端連接于第二比較器同相輸入端，n條所述的后級負端比較支路中電容相對連接開關端的另一端連接于第二比較器反相輸入端。