[發明專利]一種多輸入可配置的逐次逼近型電容DAC電路

在審

• 申請號: 201911338623.9
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN111010185A
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 王曉飛;孫權;薛海峰;羅紅瑞
• 申請（專利權）人: 西安航天民芯科技有限公司
• 主分類號: H03M1/46
• 分類號: H03M1/46
• 代理公司: 西安利澤明知識產權代理有限公司 61222
• 代理人: 劉偉

本發明屬于電容DAC電路技術領域，具體公開了一種多輸入可配置的逐次逼近型電容DAC電路，其包含比較器、第一段電容陣列、第二段電容陣列、第三段電容陣列、第四段電容陣列、第五段電容陣列；所述第一段電容陣列的一端與第三段電容陣列的一端、第二段電容陣列的一端與第四段電容陣列的一端分別通過開關連接；第三段電容陣列與第四段電容陣列通過開關連接的公共端與比較器的第一輸入端連接；所述第五段電容陣列的一端通過一個橋接電容與所述比較器的第一輸入端連接。該電容DAC陣列利用的電容的充電和電荷再分布特性實現了多種輸入范圍可自由配置的功能，并通過無共模采樣大大降低了采樣過程中的功耗。

技術領域

本發明屬于電容DAC電路技術領域，尤其涉及一種多輸入可配置的逐次逼近型電容DAC電路。

背景技術

隨著國家對國產化軍用航天芯片需求和要求的逐步提高，運用于軍工領域的模數轉換器芯片作為核心電路之一，核心技術的國產化勢在必行。由于軍工領域中許多芯片為正負高電壓輸入，從功耗和性能的角度考慮，必須轉換為正的低壓才能供后端模數轉換器處理，然而，通過電阻分壓的方式將高壓輸入轉到低壓域面臨著功耗、線性度和驅動能力不足的問題；對于包含正負高壓輸入的多種輸入范圍可配置的模數轉換器電路，目前仍未有性能可靠的產品，從而嚴重限制了我國芯片自主化的進程。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種多輸入可配置的逐次逼近型電容DAC電路，包含比較器、第一段電容陣列、第二段電容陣列、第三段電容陣列、第四段電容陣列、第五段電容陣列；

所述第一段電容陣列的一端與第三段電容陣列的一端、第二段電容陣列的一端與第四段電容陣列的一端分別通過開關連接；

所述第三段電容陣列與第四段電容陣列通過開關連接的公共端與比較器的第一輸入端連接；

所述第五段電容陣列的一端通過一個橋接電容與所述比較器的第一輸入端連接。

作為上述方案的進一步說明，所述第一段電容陣列、第二段電容陣列、第三段電容陣列、第四段電容陣列分別包含有依次連接的六個二進制電容陣列和一個尾電容；所述第五段電容陣列包含有依次連接的六個二進制電容。

本發明的有益效果：本發明可以為多種應用場景提供解決方案，利用電容的電荷再分布特性將高壓輸入信號降到低壓域，再進行量化，相比較于電阻分壓式的前端和直接高壓域的量化，提高了速度和精度，降低了功耗。

附圖說明

圖1：實施例中完整電容耦合式DAC電路結構；

圖2：實施例中無共模采樣電容陣列電路開關時序；

圖3：多種輸入范圍可配置的電容DAC陣列；

(a)0～5V輸入范圍下采樣電容陣列選擇及轉換過程；

(b)0～10V輸入范圍下采樣電容陣列選擇及轉換過程；

(c)-5V～5V輸入范圍下采樣電容陣列選擇及轉換過程；

(d)-10～10V輸入范圍下采樣電容陣列選擇及轉換過程。

具體實施方式

下面將結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步說明。