[發明專利]一種高精度模數轉換器及轉換方法

有效

• 申請號: 202011010209.8
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN111934689B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 胡云峰;陳李勝;周錦鵬;李華炎;胡樂星;陳卉;文毅;張華斌
• 申請（專利權）人: 電子科技大學中山學院
• 主分類號: H03M1/46
• 分類號: H03M1/46
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

1.一種高精度模數轉換器，其特征在于，包括第一輸入端、第二輸入端、正相電容陣列、反相電容陣列、比較器和移位寄存器；

所述第一輸入端通過所述正相電容陣列進而連接至所述比較器的同相輸入端，所述第二輸入端通過所述反相電容陣列進而連接至所述比較器的反相輸入端，所述比較器的輸出端與所述移位寄存器的輸入端連接；

所述正相電容陣列包括正相高陣列和正相低陣列，所述第一輸入端通過所述正相高陣列和所述正相低陣列進而連接至所述比較器的同相輸入端，所述正相高陣列初始時連接至參考電壓，所述正相低陣列初始時連接至地；

所述正相高陣列包括第一電容和第一電容組，所述第一電容的下極板和所述第一電容組的下極板均連接至所述第一輸入端和所述比較器的同相輸入端，所述第一電容的上極板通過開關選擇連接參考電壓或共模電壓或地，所述第一電容組的上極板通過開關選擇連接參考電壓或共模電壓或地；

所述第一電容組包括N-3個電容，所述第一電容組的電容的下極板連接至所述第一輸入端和所述比較器的同相輸入端，所述第一電容組的電容的上極板分別通過開關選擇連接參考電壓或共模電壓或地，其中，所述第一電容組中的第i個電容的電容值為2^i-1C，1≤i≤N-3，N表示數模轉換器位數，且N≥4，C表示一個單位電容；

所述正相低陣列包括第二電容和第二電容組，所述第二電容的下極板和所述第二電容組的下極板均連接至所述第一輸入端和所述比較器的同相輸入端，所述第二電容的上極板通過開關選擇連接參考電壓或共模電壓或地，所述第二電容組的上極板通過開關選擇連接參考電壓或共模電壓或地；

所述第二電容組包括N-3個電容，所述第二電容組的電容的下極板連接至所述第一輸入端和所述比較器的同相輸入端，所述第二電容組的電容的上極板分別通過開關選擇連接參考電壓或共模電壓或地，其中，所述第二電容組中的第i個電容的電容值為2^i-1C，1≤i≤N-3；

所述反相電容陣列包括反相高陣列和反相低陣列，所述第二輸入端通過所述反相高陣列和所述反相低陣列進而連接至所述比較器的反相輸入端，所述反相高陣列初始時連接至參考電壓，所述反相低陣列初始時連接至地。

2.根據權利要求1所述的一種高精度模數轉換器，其特征在于，所述第一電容和第二電容的電容值為C。

3.根據權利要求1所述的一種高精度模數轉換器，其特征在于，所述反相高陣列包括第三電容和第三電容組，所述第三電容的下極板和所述第三電容組的下極板均連接至所述第二輸入端和所述比較器的反相輸入端，所述第三電容的上極板通過開關選擇連接參考電壓或共模電壓或地，所述第三電容組的上極板通過開關選擇連接參考電壓或共模電壓或地。

4.根據權利要求3所述的一種高精度模數轉換器，其特征在于，所述第三電容組包括N-3個電容，所述第三電容組的電容的下極板連接至所述第二輸入端和所述比較器的反相輸入端，所述第三電容組的電容的上極板分別通過開關選擇連接參考電壓或共模電壓或地，其中，所述第三電容組中的第i個電容的電容值為2^i-1C，1≤i≤N-3，N表示數模轉換器位數，且N≥4。

5.根據權利要求1所述的一種高精度模數轉換器，其特征在于，所述反相低陣列包括第四電容和第四電容組，所述第四電容的下極板和所述第四電容組的下極板均連接至所述第二輸入端和所述比較器的反相輸入端，所述第四電容的上極板通過開關選擇連接參考電壓或共模電壓或地，所述第四電容組的上極板通過開關選擇連接參考電壓或共模電壓或地。

6.根據權利要求5所述的一種高精度模數轉換器，其特征在于，所述第四電容組包括N-3個電容，所述第四電容組的電容的下極板連接至所述第二輸入端和所述比較器的反相輸入端，所述第四電容組的電容的上極板分別通過開關選擇連接參考電壓或共模電壓或地，其中，所述第四電容組中的第i個電容的電容值為2^i-1C，1≤i≤N-3，N表示數模轉換器位數，且N≥4。

7.根據權利要求3所述的一種高精度模數轉換器，其特征在于，所述第三電容的電容值為C。