高压监控逐次逼近型模数转换器

摘要

本发明提供了逐次逼近型ADC，所述逐次逼近型ADC由低压可配置差分放大器和低压逻辑电路制成，所述低压逻辑电路可将高压模拟输入转换成数字等效形式。取决于运行模式，所述差分放大器可被配置为运放器或比较器。输入电容器C1可切换地耦合至电极，所述电极被选择用于电压采样。开关电容器阵列C2跨所述差分放大器输入和输出而耦合。耦合至所述开关电容器阵列的SAR提供与所述采样得到的模拟电压相对应的数字输出。在采样间隔和电荷传送间隔期间，所述差分放大器被配置为运放器。在所述传送间隔期间，所述输入电容器上的乘以比率C1/C2的所述电压被传送至所述开关电容器阵列。在模数转换间隔期间，所述ADC将所述模拟电压转换成等效数字输出。

主权项

一种模数转换器(ADC)，包括：开关电容器阵列，其中所述电容器阵列具有C2的总电容值；差分放大器，所述差分放大器可选地可配置为运算放大器或比较器，所述差分放大器具有第一输入、第二输入、和输出，其中所述第一输入耦合至基准电压，并且其中所述开关电容器阵列跨所述差分放大器的所述第二输入和所述输出耦合；输入电容器，所述输入电容器可切换地耦合在所述差分放大器第二输入与模拟电压源之间，所述模拟电压源适用于提供模拟电压信号以用于转换成数字输出信号，所述输入电容器具有C1的电容值；逐次逼近型寄存器，所述逐次逼近型寄存器耦合至所述开关电容器阵列和所述差分放大器输出，并被配置为提供所述数字输出信号；和逻辑信号发生器，所述逻辑信号发生器被配置为提供时序控制逻辑信号，所述时序控制逻辑信号被布置用于：(a)将所述输入电容器充电至所述模拟电压信号值，并且在采样间隔期间，将所述差分放大器配置为运算放大器，使得在所述差分放大器第二输入处建立虚拟接地端，以用于促进从所述输入电容器到所述开关电容器阵列的电荷传送；(b)在传送间隔期间，将所述输入电容器上的乘以比率C1/C2的所述模拟电压信号传送至所述电容器阵列；以及(c)将所述差分放大器配置为比较器，以用于将所述基准电压与所述开关电容器阵列上的所述电压进行比较，其中所述开关电容器阵列中的所述电容器被切换，以用于在模数转换间隔期间根据逐次逼近协议中的所述比较器输出，将所述电容器阵列上的所述电压转换成数字输出位，以用于存储在所述逐次逼近型寄存器中，从而提供所述数字输出信号。