[實用新型]一種新型高速高精度模數轉換器

有效

• 申請號: 202020488020.9
• 申請日: 2020-04-03
• 公開（公告）號: CN211860072U
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 賈世超;肖時茂
• 申請（專利權）人: 南京中科微電子有限公司
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 朱健

本實用新型提供了一種新型高速高精度模數轉換器，包括：一階Sigma delta ADC單元、低功耗循環結構模數轉換器單元、數字低通濾波器單元、移位寄存器單元、數字校正邏輯單元；低功耗循環結構模數轉換器單元與一階Sigma delta ADC單元連接；數字低通濾波器單元與一階Sigma delta ADC單元級聯；移位寄存器單元與功耗循環結構模數轉換器單元級聯；數字校正邏輯單元與數字低通濾波器單元以及移位寄存器單元連接。提高數模轉換器的實用性，提高使用該數模轉換器的體驗效果。

技術領域

本實用新型涉及信號處理技術領域，特別涉及一種新型高速高精度模數轉換器。

背景技術

模數轉換器(Analog to Digital Converter,ADC))一般按照采樣頻率這一標準的不同一般分為兩大類:傳統的奈奎斯特ADC(Nyquist ADC)，過采樣 ADC(OversamplingADC).前者的采樣頻率等于或稍微大于信號頻率的兩倍，也就是奈奎斯特頻率。而后者它的采樣頻率遠遠高于信號的奈奎斯特頻率。

Sigma delta ADC即為典型的過采樣ADC，使用高于奈奎斯特頻率的采樣頻率進行取樣，因此大大降低了其對抗混疊濾波器的要求。由于其采樣頻率較高，量化噪聲的通帶變大，但噪聲總量保持不變，使得量化噪聲的功率譜密度變小，這樣使得引入信號通帶內的量化噪聲對輸出信號的影響大大降低。同時Sigma delta調制器具有量化噪聲整形的特性，將低頻量化噪聲推向高頻，使得低頻信號帶寬內的量化噪聲大大減少，然后將Sigma-delta調制器的輸出信號送入數字濾波器，濾除高頻量化噪聲，使得信噪比(Signal-Noise ratio)得到了較大提高,因此Sigma delta ADC可實現較高精度。但是Sigma delta ADC有一個缺點就是轉換速度慢。一階Sigma delta ADC要想實現n位精度，通常需要 2ⁿ個采樣時鐘周期。

Cyclic ADC屬于常見的奈奎斯特ADC。奈奎斯特ADC采樣頻率等于或稍微大于信號頻率的兩倍，所以一般情況下其對抗混疊濾波器要求較高，就會增大 ADC的電路設計難度，功耗以及面積都會增大等。但是奈奎斯特ADC一般轉換速度較快，Cyclic ADC要想實現m位精度，通常需要m個采樣時鐘周期。但是Cyclic ADC受電容匹配以及運算放大器有限增益等非理想因素的影響，因此，該結構不能實現很高的精度。

模數轉換器可實現精度的上限往往受到電路中的非理想因素的制約，比如時鐘抖動、有限的運放直流增益，噪聲等，消除或者抑制非理想因素是提高模數轉換器精度必須解決的問題，以此來提高數模轉換器的實用性，提高使用該數模轉換器的體驗效果。

因此，提出了一種新型高速高精度模數轉換器，

實用新型內容

本實用新型提供一種新型高速高精度模數轉換器，用以解決上述提出的技術問題。

本實用新型提供一種新型高速高精度模數轉換器，包括：一階Sigma delta ADC單元、低功耗循環結構模數轉換器單元、數字低通濾波器單元、移位寄存器單元、數字校正邏輯單元；

所述低功耗循環結構模數轉換器單元與所述一階Sigma delta ADC單元連接；

所述數字低通濾波器單元與所述一階Sigma delta ADC單元級聯；

所述移位寄存器單元與所述低功耗循環結構模數轉換器單元級聯；

所述數字校正邏輯單元與所述數字低通濾波器單元以及移位寄存器單元連接。

優選地，所述一階Sigma delta ADC單元包括：開關序列S₁～S₁₆，采樣電容C₁～C₄，積分電容C₅～C₆，具有失調電容的運算放大器,比較器單元和反饋電壓單元；