[發(fā)明專利]循環(huán)式的模數(shù)轉換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010776152.6
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111970006B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設計）人: 胡遠奇
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H03M1/34
• 分類號: H03M1/34
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權代理有限公司 11127
• 代理人: 周永君;趙平

1.一種循環(huán)式的模數(shù)轉換器，其特征在于，包括權電容網(wǎng)絡模塊、比較器、控制模塊和放大模塊，其中：

所述權電容網(wǎng)絡模塊的公共端與所述比較器的第一輸入端相連，所述比較器的輸出端與所述控制模塊的輸入端相連，所述比較器的第二輸入端與所述比較器的第一輸入端之間設置第一開關，所述放大模塊的輸入端與所述比較器的第一輸入端相連，所述比較器的第二輸入端連接共模電壓；

所述放大模塊的輸出端與所述權電容網(wǎng)絡模塊的輸入端相連，所述放大模塊用于放大殘余電壓，并將放大后的殘余電壓作為所述權電容網(wǎng)絡模塊的輸入電壓；所述控制模塊與所述第一開關相連，用于控制所述權電容網(wǎng)絡模塊、所述放大模塊和所述第一開關完成模數(shù)轉換；所述權電容網(wǎng)絡模塊用于對模擬輸入電壓進行采樣，并在完成第一次模數(shù)轉換后將放大后的殘余電壓代替原輸入電壓作為新的輸入電壓進行采樣和模數(shù)轉換。

2.根據(jù)權利要求1所述的循環(huán)式的模數(shù)轉換器，其特征在于，所述放大模塊包括放大器和反饋電容，其中：

所述放大器的同相輸入端分別與第二開關的第一端、第三開關的第一端和所述共模電壓相連，所述放大器的反相輸入端與所述第二開關的第二端相連，所述放大器的輸出端與所述第三開關的第二端相連，所述反饋電容的第一端與所述第二開關的第三端相連，所述反饋電容的第二端與所述第三開關的第三端相連，所述第三開關的第三端與所述權電容網(wǎng)絡模塊的輸入端相連，第四開關的第一端與所述比較器的第一輸入端相連，所述第四開關的第二端分別與所述放大器的反相輸入端和所述第二開關的第二端相連，所述第二開關、所述第三開關和所述第四開關分別與所述控制模塊相連。

3.根據(jù)權利要求2所述的循環(huán)式的模數(shù)轉換器，其特征在于，所述放大器的開環(huán)增益大于其中，N表示所述權電容網(wǎng)絡模塊的單級模數(shù)轉換器的分辨率，M表示循環(huán)次數(shù)，i為正整數(shù)。

4.根據(jù)權利要求2所述的循環(huán)式的模數(shù)轉換器，其特征在于，所述放大器的整體等效誤差小于所述循環(huán)式的模數(shù)轉換器的分辨率的一半。

5.根據(jù)權利要求2所述的循環(huán)式的模數(shù)轉換器，其特征在于，所述放大器的動態(tài)等效誤差小于所述循環(huán)式的模數(shù)轉換器的分辨率的一半。

6.根據(jù)權利要求1至5任一項所述的循環(huán)式的模數(shù)轉換器，其特征在于，所述權電容網(wǎng)絡模塊包括輸入開關和電容陣列，其中：

所述電容陣列包括N+1個電容單元，每個電容單元包括一個電容和一個自由開關，所述電容的自由端與所述自由開關的第一端相連，每個電容的公共端與所述比較器的第一輸入端相連；

所述輸入開關的第一輸入端連接輸入電壓，所述輸入開關的第二輸入端與所述放大模塊的輸出端相連，所述輸入開關的輸出端與每個電容單元的自由開關的第二端相連，每個電容單元的自由開關選擇性地接所述共模電壓、接參考電壓或者接地，所述控制模塊分別與所述輸入開關和每個自由開關相連。

7.根據(jù)權利要求6所述的循環(huán)式的模數(shù)轉換器，其特征在于，所述比較器的輸入失調(diào)電壓小于所述權電容網(wǎng)絡模塊的分辨率。

8.一種循環(huán)式的模數(shù)轉換器，其特征在于，包括權電容網(wǎng)絡模塊、比較器、控制模塊和放大模塊，其中：

所述權電容網(wǎng)絡模塊的第一輸出端分別與所述比較器的第一輸入端和所述放大模塊的第一輸入端相連，所述權電容網(wǎng)絡模塊的第二輸出端分別與所述比較器的第二輸入端和所述放大模塊的第二輸入端相連，所述比較器的輸出端與所述控制模塊相連；

所述放大模塊的第一輸出端與所述權電容網(wǎng)絡模塊的第一輸入端相連，所述放大模塊的第二輸出端與所述權電容網(wǎng)絡模塊的第二輸入端相連，所述放大模塊用于放大殘余電壓，并將放大后的殘余電壓作為所述權電容網(wǎng)絡模塊的輸入電壓，所述控制模塊用于控制所述權電容網(wǎng)絡模塊和所述放大模塊完成模數(shù)轉換；所述權電容網(wǎng)絡模塊用于對第一模擬輸入電壓和第二模擬輸入電壓進行采樣，并在完成第一次模數(shù)轉換后將放大后的第一殘余電壓和第二殘余電壓代替各自對應的原輸入電壓作為各自對應的新輸入電壓進行采樣和模數(shù)轉換。