[發(fā)明專利]一種數(shù)字相關(guān)多采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010075533.1
• 申請(qǐng)日: 2020-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN111294049B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高志遠(yuǎn);顧天宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津海芯微電子技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H03M1/12
• 分類號(hào): H03M1/12
• 代理公司: 天津企興智財(cái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12226
• 代理人: 馬倩倩

1.一種數(shù)字相關(guān)多采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其特征在于：包括斜坡發(fā)生器、比較器、計(jì)數(shù)器、判斷模塊、寄存器陣列以及數(shù)字信號(hào)處理單元，其中寄存器陣列包含M個(gè)用于存儲(chǔ)V_RST量化信號(hào)的寄存器reg1～regM、M個(gè)用于存儲(chǔ)V_SIG量化信號(hào)的寄存器regM+1～reg2M和一個(gè)臨時(shí)寄存器regT；所述比較器的正輸入端接像素的輸出V_FD，比較器的負(fù)輸入端接斜坡發(fā)生器產(chǎn)生的斜坡信號(hào)V_RAMP，比較器的輸出端V_COMP接計(jì)數(shù)器控制計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)啟停；所述計(jì)數(shù)器的輸出接寄存器陣列用于保存數(shù)據(jù)，同時(shí)接判斷模塊產(chǎn)生斜坡區(qū)段的判定信號(hào)，判斷模塊輸出的判定信號(hào)接斜坡發(fā)生器控制產(chǎn)生特定形狀的斜坡信號(hào)V_RAMP，寄存器陣列的輸出接數(shù)字信號(hào)處理模塊完成數(shù)據(jù)整合；

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作模式如下：

在對(duì)V_FD輸出的V_RST量化階段：用高度為Ur個(gè)LSB電壓的斜坡量化V_RSTM次；在每次斜坡的量化過程中，當(dāng)斜坡信號(hào)V_RAMP開始下降時(shí)計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，當(dāng)V_RAMP小于V_FD時(shí)，比較器輸出V_COMP發(fā)生跳變，此時(shí)計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，將此時(shí)的計(jì)數(shù)結(jié)果送入寄存器陣列后計(jì)數(shù)器歸零；重復(fù)上述量化過程M次，M次的量化結(jié)果分別存入寄存器reg1～regM；

在對(duì)V_FD輸出的V_SIG量化階段：用高度最大為Usi個(gè)LSB的斜坡對(duì)V_RST進(jìn)行第一次量化，當(dāng)斜坡信號(hào)V_RAMP開始從下降時(shí)計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，當(dāng)V_RAMP小于V_FD時(shí)比較器輸出V_COMP發(fā)生跳變，同時(shí)計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，將此時(shí)的計(jì)數(shù)結(jié)果送入臨時(shí)寄存器和判斷模塊；其中，判斷模塊將量化區(qū)間0～[U_si-(U_r/2)]個(gè)LSB電壓等長(zhǎng)度地分成M個(gè)子區(qū)間，第i個(gè)子區(qū)間的下限記為V[i-1]，上限記為V[i]，其中1≤i≤M；在之后的每一次縮小范圍量化過程中，判斷模塊比較臨時(shí)寄存器中對(duì)應(yīng)的斜坡電壓與V[0]～V[M]的大小關(guān)系，若V[i-1]＜regT＜V[i]，則斜坡的起始點(diǎn)設(shè)為V[i]，終止點(diǎn)設(shè)為V[i-1]，斜坡從V[i]下降至V[i-1]，斜坡量化高度為Usm個(gè)LSB；當(dāng)V_RAMP開始從V[i]下降時(shí)計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，當(dāng)V_RAMP小于V_FD時(shí)比較器輸出V_COMP發(fā)生跳變，同時(shí)計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)并將此時(shí)的計(jì)數(shù)結(jié)果送入寄存器陣列后計(jì)數(shù)器歸零；重復(fù)上述縮小范圍量化過程i次，將i次量化的計(jì)數(shù)結(jié)果分別存入寄存器regM+1～regM+i；

最終的量化結(jié)果為：

量化結(jié)果Counter為進(jìn)行了i次過采樣的結(jié)果，其中U[i]為電壓V[i]對(duì)應(yīng)的理論量化結(jié)果。