[發明專利]一種模數轉換器的分段電容陣列及切換方法

在審

• 申請號: 202110772782.0
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113452372A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 吳勇;閆瑞峰;湯華蓮;張麗;李小明
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學蕪湖研究院
• 主分類號: H03M1/46
• 分類號: H03M1/46;H03M1/10
• 代理公司: 西安鼎邁知識產權代理事務所(普通合伙) 61263
• 代理人: 劉喜保

1.一種模數轉換器的分段電容陣列，其特征在于，包括：低有效位電容陣列和高有效位電容陣列，所述低有效位電容陣列和高有效位電容陣列之間通過橋接電容連接，所述橋接電容由單位電容組成；

所述高有效位電容陣列由非冗余位電容和冗余位電容連接構成，所述非冗余位電容依次為：C、2C、4C…2^M-2C，所述冗余位電容包括：C、C、2C、4C…2^M-2C，其中M為所述高有效位電容陣列的位數，C為單位電容，所述冗余位電容按順序插入到所述非冗余位電容中。

2.根據權利要求1所述的一種模數轉換器的分段電容陣列，其特征在于，部分所述冗余位電容按順序以兩個一組或三個一組的形式插入到所述非冗余位電容中。

3.根據權利要求2所述的一種模數轉換器的分段電容陣列，其特征在于，插入到所述非冗余位電容中的一組所述冗余位電容的和位于插入位置處上一非冗余位電容和下一非冗余位電容之間。

4.根據權利要求1所述的一種模數轉換器的分段電容陣列，其特征在于，所述高有效位電容陣列的最高位為最高位的所述冗余位電容。

5.根據權利要求1所述的一種模數轉換器的分段電容陣列，其特征在于，最低位的所述冗余位電容接地。

6.一種權利要求1-5任一項所述的一種模數轉換器的分段電容陣列的切換方法，其特征在于，所述分段電容陣列中的低有效位電容陣列和高有效位電容陣列通過橋接電容串聯后形成一個電容陣列分支，兩個所述電容陣列分支分別連接在比較器的兩個輸入端，所述方法包括：

采樣時，將冗余位電容接地，將非冗余位電容和低有效位電容陣列均接參考電壓；

將采樣后的電壓輸入到所述比較器，比較后產生第一位數字碼；

上述第一位數字碼產生后，將采樣后輸入所述比較器的電壓較低的所述電容陣列分支中的最高位的冗余位電容組接參考電壓；

上述第一次電容切換完成后，將新產生的電壓輸入到所述比較器，比較后產生第二位數字碼；

上述第二位數字碼產生后，將第一次電容切換完成后輸入所述比較器的電壓較高的所述電容陣列分支中的最高位的冗余位電容組或非冗余位電容接地；

上述第二次電容切換完成后，將新產生的電壓輸入到所述比較器，比較后產生第三位數字碼；

上述第三位數字碼產生后，將第二次電容切換完成后輸入所述比較器的電壓較高的所述電容陣列分支中的次高位的冗余位電容組或非冗余位電容接地；

上述第三次電容切換完成后，將新產生的電壓輸入到所述比較器，比較后產生第四位數字碼。

7.根據權利要求6所述的一種模數轉換器的分段電容陣列的切換方法，其特征在于，所述將第一次電容切換完成后輸入所述比較器的電壓較高的所述電容陣列分支中的最高位的冗余位電容組或非冗余位電容接地，包括：

如果第一次電容切換完成后，接參考電壓的所述冗余位電容所在的電容陣列分支，在第二次比較時的電壓高于另一個所述電容陣列分支的電壓，則將其最高位的所述冗余位電容接地；

如果第一次電容切換完成后，接參考電壓的所述冗余位電容所在的電容陣列分支，在第二次比較時的電壓低于另一個所述電容陣列分支的電壓，則將另一個所述電容陣列分支中最高位的所述非冗余位電容接地。