可动态配置自重构流水线模数转换器

摘要

本发明公开了一种可动态配置自重构流水线模数转换器，包括重构配置控制电路、采样保持电路、可控流水线电路和延时校正电路。可控流水线电路包括6～11级转换器，根据来自重构配置控制电路的控制信号，对分辨率位数进行配置和重构，并对采样保持电路送来的电压值进行分级量化，输出相应位数的数字信号，传送给延时校正电路。根据输入信号的频率范围以及应用场合的需要，通过重构控制信号自动地配置和重构出模数转换器的采样频率大小及分辨率位数，将没有用到的模块自动关断；当输入信号分别处于几个不同频段范围、遵循不同协议时，本发明可代替多个传统的模数转换器将模拟信号转换成数字信号，提高了电路的可重用性，并有利于芯片面积的减小及功耗的降低。

主权项

一种可动态配置自重构流水线模数转换器，其特征在于：它包括重构配置控制电路(1)、第一采样保持电路(2)、可控流水线电路(3)和延时校正电路(4)；重构配置控制电路(1)根据接收的重构控制信号及时钟信号对流水线模数转换器的采样频率大小及分辨率位数进行动态配置和重构，产生一组非交叠时钟信号和一组控制信号，并分别传送给第一采样保持电路(2)、可控流水线电路(3)和延时校正电路(4)；第一采样保持电路(2)接收外部输入的待转换的模拟信号，利用重构配置控制电路(1)提供的非交叠时钟信号，对输入的待转换的模拟信号进行采样并保持半个周期，并将保持的电压值送给可控流水线电路(3)，第一采样保持电路(2)根据重构配置控制电路(1)提供的控制信号，处于工作或关断状态；可控流水线电路(3)包括i‑1级转换器及i‑5个开关，其中，7≤i≤12，它根据来自重构配置控制电路(1)的控制信号，实现6～i位共i‑5种不同位数分辨率的配置和重构；第1级转换器根据重构配置控制电路(1)提供的非交叠时钟信号对接收到的第一采样保持电路(2)的采样保持值进行量化，产生一组送给延时校正电路(4)的带有冗余位的数字信号和一个送给下一级转换器的余量增益信号；第1级转换器根据重构配置控制电路(1)提供的控制信号，处于工作或关断状态；第2级转换器至第i‑2级转换器的结构和功能同第1级转换器相同，它们根据重构配置控制电路(1)提供的非交叠时钟信号对接收到的前面一级转换器的余量增益信号进行量化，产生一组送给延时校正电路(4)的带有冗余位的数字信号和一个送给下一级转换器的余量增益信号；第2级转换器～第i‑5级转换器根据重构配置控制电路(1)提供的控制信号接收来自第一采样保持电路(2)的模拟信号或者前面一级转换器送来的模拟信号；第2级转换器～第i‑2级转换器根据重构配置控制电路(1)提供的控制信号，处于工作或关断状态；第i‑1级转换器为一个全并行的模数转换器，其根据重构配置控制电路(1)提供的非交叠时钟信号对接收到的前面一级转换器的余量增益信号进行量化，产生一组送给延时校正电路(4)的不带有冗余位的数字信号；第i‑1级转换器根据重构配置控制电路(1)提供的控制信号，处于工作或关断状态；当i＝12，即控制信号配置和重构12位分辨率时，第一采样保持电路(2)送来的模拟信号经开关S1直接送给第1级转换器(3A)，同时断开开关S2～S7，第1级转换器(3A)转换完成之后产生一组送给延时校正电路(4)的数字信号，同时产生一个余量增益信号送给下一级转换器作为其输入信号，以此类推，直至第11级转换器(3K)转换完成；当控制信号配置和重构11位分辨率时，第一采样保持电路(2)送来的模拟信号经开关S2直接送给第2级转换器，同时断开S1、S3～S7，并使第1级转换器(3A)处于不工作状态，第2级转换器(3B)对输入的模拟信号进行转换产生一组数字信号，同时产生一个余量增益信号送给下一级转换器作为其输入信号，以此类推，直至第11级转换器(3K)转换完成；当控制信号配置和重构10位分辨率时，则把第一采样保持电路(2)送来的模拟信号经开关S3直接送给第3级转换器进行转换，同时断开S1、S2、S4～S7，并使第1级转换器(3A)和第2级转换器(3B)处于不工作状态；当控制信号配置和重构9位分辨率时，则把第一采样保持电路(2)送来的模拟信号经开关S4直接送给第4级转换器进行转换，同时断开S1～S3、S5～S7，并使第1级转换器(3A)～第3级转换器处于不工作状态；当控制信号配置和重构8位分辨率时，则把第一采样保持电路(2)送来的模拟信号经开关S5直接送给第5级转换器进行转换，同时断开S1～S4、S6、S7，并使第1级转换器(3A)～第4级转换器处于不工作状态；当控制信号配置和重构7位分辨率时，则把第一采样保持电路(2)送来的模拟信号经开关S6直接送给第6级转换器进行转换，同时断开S1～S5、S7，并使第1级转换器(3A)～第5级转换器处于不工作状态；当控制信号配置和重构6位分辨率时，则把第一采样保持电路(2)送来的模拟信号经开关S7直接送给第7级转换器(3G)进行转换，同时断开S1～S6，并使第1级转换器(3A)～第6级转换器处于不工作状态；当i为11至7中的任一个值时，可控流水线电路(3)的分辨率位数的具体配置和重构情况按i取值为12时的具体配置和重构情况类推；延时校正电路(4)接收来自重构配置控制电路(1)的非交叠时钟信号及来自可控流水线电路(3)的数字信号，对可控流水线电路(3)中各级转换器输出的带冗余位的数字信号进行延时并进行校正，输出一组相应位数的数字信号。