[發明專利]具有內部診斷電路的模數（A/D）轉換器

在審

• 申請號: 202080019223.6
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN113557669A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: R·V·庫爾卡尼;S·摩爾;A·K·昆杜;M·E·保羅
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: H03M1/46
• 分類號: H03M1/46
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升

1.一種具有內部診斷電路的模數轉換器即A/D轉換器，包括：

電容器陣列，所述電容器陣列具有經由多個第一開關選擇性地耦接到參考電壓或接地的相應第一端子，并且具有耦接到采樣保持輸出即S/H輸出的相應第二端子，其中所述S/H輸出經由第二開關選擇性地耦接到偏置電壓；

電壓比較器，所述電壓比較器具有耦接到所述S/H輸出的第一輸入并且具有耦接到所述偏置電壓的第二輸入，所述電壓比較器被配置為響應于所述偏置電壓和所述S/H輸出處的采樣電荷而輸出比較電壓；以及

逐次逼近寄存器，所述逐次逼近寄存器被耦接以接收所述比較電壓并且被配置為響應于所述比較電壓而輸出近似數字代碼，

其中通過控制所述電容器陣列的等效電容來改變所述近似數字代碼。

2.根據權利要求1所述的A/D轉換器，其中所述電容器陣列包括多個開關二進制加權電容器。

3.根據權利要求2所述的A/D轉換器，其中通過改變連接到所述參考電壓的開關二進制加權電容器的數量來控制所述S/H輸出處的所述采樣電荷。

4.根據權利要求3所述的A/D轉換器，其中通過增加并聯互連的開關二進制加權電容器的數量來增加所述等效電容，并且其中通過減小并聯互連的開關二進制加權電容器的數量來減少所述電容器陣列的所述等效電容。

5.根據權利要求1所述的A/D轉換器，其中所述近似數字代碼是S/H電壓的數字表示。

6.根據權利要求1所述的A/D轉換器，其中所述S/H輸出在采樣階段期間經由所述第二開關耦接到所述偏置電壓并且在保持階段期間與所述偏置電壓解耦。

7.根據權利要求1所述的A/D轉換器，其中在所述采樣階段期間，所述電壓比較器的所述第一輸入和所述第二輸入都耦接到所述偏置電壓，并且其中在所述保持階段期間，所述電壓比較器的所述第二輸入耦接到所述偏置電壓并且所述電壓比較器的所述第一輸入不耦接到所述偏置電壓。

8.根據權利要求1所述的A/D轉換器，其中在所述保持階段期間，所述電壓比較器的所述第一輸入耦接到所述S/H輸出并且所述電壓比較器的所述第二輸入耦接到所述偏置電壓。

9.根據權利要求1所述的A/D轉換器，其中如果所述近似數字代碼的至少一位在比率變化時無法切換，則診斷故障位。

10.根據權利要求1所述的A/D轉換器，其中所述參考電壓在集成電路內生成。

11.一種具有內部診斷電路的模數轉換器即A/D轉換器，包括：

電容器陣列，所述電容器陣列具有經由多個第一開關選擇性地耦接到參考電壓或接地的相應第一端子，并且具有耦接到采樣保持輸出即S/H輸出的相應第二端子，其中所述S/H輸出在采樣階段期間經由第二開關選擇性地耦接到偏置電壓并且在保持階段期間經由所述第二開關與所述偏置電壓解耦；

電壓比較器，所述電壓比較器具有耦接到所述S/H輸出的第一輸入并且具有耦接到所述偏置電壓的第二輸入，所述電壓比較器被配置為響應于所述偏置電壓和所述S/H輸出處的采樣電荷而輸出比較電壓；以及

逐次逼近寄存器，所述逐次逼近寄存器被耦接以接收所述比較電壓并且被配置為響應于所述比較電壓而輸出近似數字代碼，

其中在所述采樣階段期間，所述電壓比較器的所述第一輸入和所述第二輸入都耦接到所述偏置電壓，并且其中在所述保持階段期間，所述電壓比較器的所述第二輸入耦接到所述偏置電壓并且所述電壓比較器的所述第一輸入不耦接到所述偏置電壓。

12.根據權利要求11所述的A/D轉換器，其中所述電容器陣列包括多個開關二進制加權電容器。

13.根據權利要求12所述的A/D轉換器，其中通過改變連接到所述參考電壓的開關二進制加權電容器的數量來控制所述S/H輸出處的所述采樣電荷。