[實用新型]一種游標式高精度高速A/D轉換裝置

有效

• 申請號: 201821065511.1
• 申請日: 2018-07-05
• 公開（公告）號: CN208369562U
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 張雪原
• 申請（專利權）人: 成都信息工程大學
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所 11308
• 代理人: 常桑

1.一種游標式高精度高速A/D轉換裝置，其特征在于，包括m個轉換單元，每個轉換單元用于一段連續位數的A/D轉換，還包括：

m-1個向上取整開關組，每個向上取整開關組的輸入端連接對應位段的轉換單元，用于輸出比對應位段的轉換單元中被測量電壓大的分壓電路輸出的最小電壓值；

m-2個向下取整開關組，每個向下取整開關組的輸入端連接對應位段的轉換單元，用于輸出比對應位段的轉換單元中被測量電壓小的分壓電路輸出的最大電壓值；

數據鎖存器，輸入端按位段從高到低依次連接m個轉換單元輸出的數字信號，用于數字信號的同步輸出。

2.根據權利要求1所述的一種游標式高精度高速A/D轉換裝置，其特征在于，所述轉換單元中最高位的第一轉換單元包括：

第一均分壓電路，輸入端連接基準電壓V_ref，用于將基準電壓V_ref分為2ⁿ¹等份，其中n1為所述第一轉換單元所要得到的數字信號的位數；

第一比較電路，輸入端連接第一均分壓電路的輸出端和被測量電壓，用于將被測量電壓分別與第一均分壓電路的輸出電壓進行比較，被測量電壓輸入各個比較器的同相輸入端，第一均分電壓電路的輸出電壓輸入對應比較器的反相輸入端，根據比較結果得到對應的高低電平；

第一譯碼器，輸入端連接比較電路的輸出端，用于將比較電路的輸出結果編譯為n1位數字信號，譯碼輸出的數值由小到大與第一比較電路輸出的高電平數量由少到多對應。

3.根據權利要求1所述的一種游標式高精度高速A/D轉換裝置，其特征在于，所述轉換單元中中間位的第二轉換單元至第m-1轉換單元均包括：

均分壓電路，輸入端連接上一級向下取整開關組的輸出端和大小為疊加在上一級向下取整開關組的輸出電壓之上的上一級均分壓電路均分電壓值的基準電壓，用于將基準電壓分為2^ns等份，其中ns為所述轉換單元所要得到的數字信號的位數，s為大于1且小于m的整數；

疊加均分壓電路，輸入端連接被測量電壓和大小為上一級均分壓電路均分電壓值的基準電壓，用于將基準電壓分為2^ns等份，并疊加在被測量電壓之上；

比較電路，輸入端連接上一級向上取整開關組輸出端和本級疊加均分壓電路的輸出端，上一級向上取整開關組輸出端的輸出電壓輸入各個比較器的同相輸入端，本級疊加均分壓電路的輸出電壓輸入到對應比較器的反相輸入端，根據比較結果得到對應的高低電平；

譯碼器，輸入端連接比較電路的輸出端，用于將比較電路的輸出結果編譯為ns位數字信號，譯碼輸出的數值由小到大與比較電路輸出的高電平數量由少到多對應。

4.根據權利要求1所述的一種游標式高精度高速A/D轉換裝置，其特征在于，所述轉換單元中最低位的第m轉換單元包括：

第m疊加均分壓電路，被測量電壓和大小為上一級均分壓電路均分電壓值的基準電壓，用于將基準電壓分為2^nm等份，并疊加在被測量電壓之上，其中nm為所述第m轉換單元所要得到的數字信號的位數；

第m比較電路，輸入端連接第m-1向上取整開關組的輸出端和第m疊加均分壓電路的輸出端，第m-1向上取整開關組的輸出端的輸出電壓輸入各個比較器的同相輸入端，第m疊加均分壓電路的輸出電壓輸入到對應比較器的反相輸入端，根據比較結果得到對應的高低電平；

第m譯碼器，輸入端連接第m比較電路的輸出端，用于將第m比較電路的輸出結果編譯為nm位數字信號，其中nm為所述第m轉換單元所要得到的數字信號的位數，譯碼輸出的數值由小到大與第m比較電路輸出的高電平數量由少到多對應。

5.根據權利要求2所述的一種游標式高精度高速A/D轉換裝置，其特征在于，所述向上取整開關組包括2ⁿ¹開關和一個2ⁿ¹位的邏輯運算單元；

所述2ⁿ¹個開關的輸入端連接均分壓電路的輸出端，控制端連接邏輯運算單元的輸出端，輸出端并聯輸出；

所述邏輯運算單元的輸入端連接比較電路的輸出端，用于控制所述開關的通斷，使向上取整開關組的輸出電壓是比被測量電壓大的均分壓電路輸出的最小電壓值。