[實用新型]一種Pipeline SAR-ADC裝置

有效

• 申請號: 201721636393.0
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN207410329U
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 李榮寬;薛曉東;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裝置，包括逐次逼近型模數轉換模塊和寄存器，其中，逐次逼近型模數轉換模塊的數量為N塊，N為大于或等于2的正整數，N塊所述的逐次逼近型模數轉換模塊順次連接形成N階，每塊逐次逼近型模數轉換模塊的階數與其在所有逐次逼近型模數轉換模塊中輸入信號的次序對應，每塊逐次逼近型模數轉換模塊的數字輸出端均與寄存器的輸入端連接。本實用新型的逐次逼近型模數轉換模塊用于將輸入其內的模擬信號轉換成數字信號，并發送至寄存器；寄存器用于接收逐次逼近型模數轉換模塊輸出的數字信號，并將N階逐次逼近型模數轉換模塊輸出的數字信號組合成流水線形式輸出。本實用新型使用元器件少，便于實現，成本低，應用時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裝置。

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的分辨率低和采樣速率低的問題，提供了一種Pipeline SAR-ADC裝置，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裝置，包括逐次逼近型模數轉換模塊和寄存器，所述逐次逼近型模數轉換模塊的數量為N塊，N為大于或等于2的正整數，N塊所述的逐次逼近型模數轉換模塊順次連接形成N階，每塊逐次逼近型模數轉換模塊的階數與其在所有逐次逼近型模數轉換模塊中輸入信號的次序對應，每塊逐次逼近型模數轉換模塊的數字輸出端均與寄存器的輸入端連接；其中，

逐次逼近型模數轉換模塊，用于將輸入其內的模擬信號轉換成數字信號，并發送至寄存器；

寄存器，用于接收逐次逼近型模數轉換模塊輸出的數字信號，并將N階逐次逼近型模數轉換模塊輸出的數字信號組合成流水線形式輸出。

進一步的，所述逐次逼近型模數轉換模塊包括采樣開關、電容陣列、比較器、邏輯控制模塊及輸出緩沖模塊，所述采樣開關和電容陣列的數量均為兩個，兩個所述的采樣開關與兩個電容陣列的輸入端一一對應連接，兩個所述的電容陣列的輸出端分別連接比較器的同相輸入端和反相輸入端；所述比較器的輸出端與邏輯控制模塊的輸入端連接，所述邏輯控制模塊的數字控制輸出端與電容陣列的數字位控制輸入端連接，邏輯控制模塊的輸出端與輸出緩沖模塊的輸入端連接。

進一步的，任意相鄰兩塊逐次逼近型模數轉換模塊之間的線路上均設有信號放大電路。

綜上所述，本實用新型具有以下有益效果：(1)本實用新型整體結構簡單，使用元器件少，便于實現，成本低，本實用新型采用SAR-ADC電路結構和Pipeline運作方式相結合，可有效的提高ADC的輸出速率。

(2)本實用新型采用全差分式的結構，能降低噪聲和電容失配的干擾。