一种高速低功耗逐次逼近型模数转换器

摘要

本发明提供一种高速低功耗逐次逼近型模数转换器，包括采样开关S1和S3、开关S2、电容阵列DAC1和DAC2、与电容阵列DAC1对应的开关阵列SW1、与电容阵列DAC2对应的开关阵列SW2、比较器COMP1、COMP2和COMP3、编码电路以及移位寄存器和数字校正单元。本发明提供的高速低功耗逐次逼近型模数转换器，除了保留现有1bit per circle结构和2bit per circle结构逐次逼近型模数转换器的各种优点外，还实现了低功耗，进一步降低了高位大电容建立不完全的风险，且不需要加入冗余位电容来补偿前级大电容建立不完全所造成的误差，可通过随机化选通三个比较器来减小比较器所带来的固有误差；同时，电容阵列DAC1和DAC2中的电容个数取值相对灵活，既可以取偶数，也可以取奇数，因而增加了电路应用的灵活性。

主权项

一种高速低功耗逐次逼近型模数转换器，其特征在于，包括：开关S2、采样开关S1和S3，适于根据采样信号进行导通，且当电容阵列DAC1的电容做完相应的切换时，开关S1和S3仍然保持断开，而开关S2第二次导通；电容阵列DAC1和DAC2，适于电路处于采样阶段且当开关S1、S2和S3同时闭合时，其采样极板同时对输入信号VIN+和VIN‑进行采样；并适于当电容阵列DAC1的电容做完相应的切换时，电容阵列DAC2的电容非采样极板重新置位为采样时的状态，而电容阵列DAC1的电容保持切换后的状态，此后，电容阵列DAC2会再经历一次逐次逼近的过程，电容阵列DAC1保持切换后的状态；比较器COMP1、COMP2和COMP3，适于电路处于采样结束后且当开关S1、S2和S3同时断开时，将电容阵列DAC1和DAC2采样极板上的电压VP与VN之差和三个基准电压同时进行比较，三个比较器每次比较输出一个三位温度计码；或使能一个比较器，每次比较输出一位温度计码；编码电路，适于将该三位或一位温度计码转换为两位或一位二进制码，实现每个比较周期输出两位或一位数字码；与电容阵列DAC1对应的开关阵列SW1以及与电容阵列DAC2对应的开关阵列SW2，适于将每个比较周期产生的两位或一位数字码，同时依次从最高位到最低位逐级控制电容阵列DAC2和DAC1相应的两位或一位电容接对应的基准电压，当电容阵列DAC2的电容都接上对应的基准电压时，电容阵列DAC1的电容需要通过开关阵列SW1做要么保持接共模电压，要么切换到正负基准电压的切换；移位寄存器和数字校正单元，适于对每个比较周期输出的两个数字码进行整合后并行输出。