发明名称 低功率类比数位转换器
摘要
申请公布号 申请公布日期 2011.04.11
申请号 TW097148064 申请日期 2008.12.10
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 林冠谕;洪棕顺
分类号 H03M1/14 主分类号 H03M1/14
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1;萧锡清 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1
主权项 一种类比数位转换器,包括:一第一管线级,用以接收并对一已取样及保持过后的直流电压进行转换,藉以输出一第一数位码与一第一残余电压;一第二管线级,用以接收并对该第一残余电压进行转换,藉以输出一第二数位码与一第二残余电压,其中该第一与该第二管线级皆包含:一交换电容式电路;以及一运算放大器,其与该交换电容式电路构成闭回路,且操作在线性稳定区中的未完全稳定状态;一快闪式类比数位转换器,耦接该第二管线级,用以接收并对该第二残余电压进行转换,藉以输出一第三数位码;一合并单元,耦接该第一与该第二管线级以及该快闪式类比数位转换器,用以接收并合并该第一、该第二与该第三数位码,藉以输出一原始数位讯号;以及一数位背景校准单元,耦接该合并单元、该第一与该第二管线级以及该快闪式类比数位转换器,用以接收该原始数位讯号以及该第一、该第二与该第三数位码,并依据一参考数位讯号以及该第一、该第二与该第三数位码,而对该原始数位讯号进行校准,藉以输出一准确数位讯号。如申请专利范围第1项所述之类比数位转换器,更包括:一取样与保持单元,用以接收一输入类比讯号,并依据一取样频率而对该输入类比讯号进行取样与保持,藉以输出该已取样及保持过后的直流电压。如申请专利范围第2项所述之类比数位转换器,更包括:一第一开关,其一端耦接该取样与保持单元,而其另一端则耦接该第一管线级,其中,该第一开关受控于该取样频率,且用以将该已取样及保持过后的直流电压提供给该第一管线级。如申请专利范围第2项所述之类比数位转换器,更包括:一参考类比数位转换器,耦接该数位背景校准单元,用以对该已取样及保持过后的直流电压进行类比数位转换,藉以提供该参考数位讯号。如申请专利范围第4项所述之类比数位转换器,更包括:一第二开关,其一端耦接该取样与保持单元,而其另一端则耦接该参考类比数位转换器,其中,该第二开关受控于一参考频率,且用以将该已取样及保持过后的直流电压提供给该参考类比数位转换器,而该参考频率为该取样频率的1/M倍,M为正整数。如申请专利范围第5项所述之类比数位转换器,其中该数位背景校准单元包括:一适应性滤波器,耦接该合并单元与该参考类比数位转换器,用以接收该原始数位讯号、该参考数位讯号以及该第一、该第二与该第三数位码,并将该原始数位讯号的频率降M倍后以与该参考数位讯号相减,藉此获得一误差函数以搭配该第一、该第二与该第三数位码来执行自我训练的机制,从而对该原始数位讯号进行校准后输出该准确数位讯号。如申请专利范围第1项所述之类比数位转换器,其中该类比数位转换器为一管线式类比数位转换器。一种类比数位转换器,包括:一管线级,用以接收并对一已取样及保持过后的直流电压进行转换,藉以输出一第一数位码与一残余电压,其中该管线级包含:一交换电容式电路;以及一运算放大器,其与该交换电容式电路构成闭回路,且操作在线性稳定区中的未完全稳定状态;一快闪式类比数位转换器,耦接该管线级,用以接收并对该残余电压进行转换,藉以输出一第二数位码;一合并单元,耦接该管线级与该快闪式类比数位转换器,用以接收并合并该第一与该第二数位码,藉以输出一原始数位讯号;以及一数位背景校准单元,耦接该合并单元、该管线级以及该快闪式类比数位转换器,用以接收该原始数位讯号以及该第一与该第二数位码,并依据一参考数位讯号以及该第一与该第二数位码,而对该原始数位讯号进行校准,藉以输出一准确数位讯号。如申请专利范围第8项所述之类比数位转换器,更包括:一取样与保持单元,用以接收一输入类比讯号,并依据一取样频率而对该输入类比讯号进行取样与保持,藉以输出该已取样及保持过后的直流电压。如申请专利范围第9项所述之类比数位转换器,更包括:一第一开关,其一端耦接该取样与保持单元,而其另一端则耦接该管线级,其中,该第一开关受控于该取样频率,且用以将该已取样及保持过后的直流电压提供给该管线级。如申请专利范围第9项所述之类比数位转换器,更包括:一参考类比数位转换器,耦接该数位背景校准单元,用以对该已取样及保持过后的直流电压进行类比数位转换,藉以提供该参考数位讯号。如申请专利范围第11项所述之类比数位转换器,更包括:一第二开关,其一端耦接该取样与保持单元,而其另一端则耦接该参考类比数位转换器,其中,该第二开关受控于一参考频率,且用以将该已取样及保持过后的直流电压提供给该参考类比数位转换器,而该参考频率为该取样频率的1/M倍,M为正整数。如申请专利范围第12项所述之类比数位转换器,其中该数位背景校准单元包括:一适应性滤波器,耦接该合并单元与该参考类比数位转换器,用以接收该原始数位讯号、该参考数位讯号以及该第一与该第二数位码,并将该原始数位讯号的频率降M倍后以与该参考数位讯号相减,藉此获得一误差函数以搭配该第一与该第二数位码来执行自我训练的机制,从而对该原始数位讯号进行校准后输出该准确数位讯号。如申请专利范围第8项所述之类比数位转换器,其中该类比数位转换器为一二阶式类比数位转换器。一种类比数位转换器,包括:一管线级,用以接收并对一已取样及保持过后的直流电压进行转换,藉以输出一第一数位码与一残余电压后,再对该残余电压进行转换,藉以进一步地输出一第二数位码,其中该管线级包含:一交换电容式电路;以及一运算放大器,其与该交换电容式电路构成闭回路,且操作在线性稳定区中的未完全稳定状态;一合并单元,耦接该管线级,用以接收并合并该第一与该第二数位码,藉以输出一原始数位讯号;以及一数位背景校准单元,耦接该合并单元与该管线级,用以接收该原始数位讯号以及该第一与该第二数位码,并依据一参考数位讯号以及该第一与该第二数位码,而对该原始数位讯号进行校准,藉以输出一准确数位讯号。如申请专利范围第15项所述之类比数位转换器,更包括:一取样与保持单元,用以接收一输入类比讯号,并依据一取样频率而对该输入类比讯号进行取样与保持,藉以输出该已取样及保持过后的直流电压。如申请专利范围第16项所述之类比数位转换器,更包括:一第一开关,其一端耦接该取样与保持单元,而其另一端则耦接该管线级,其中,该第一开关受控于该取样频率,且用以将该已取样及保持过后的直流电压提供给该管线级。如申请专利范围第16项所述之类比数位转换器,更包括:一参考类比数位转换器,耦接该数位背景校准单元,用以对该已取样及保持过后的直流电压进行类比数位转换,藉以提供该参考数位讯号。如申请专利范围第18项所述之类比数位转换器,更包括:一第二开关,其一端耦接该取样与保持单元,而其另一端则耦接该参考类比数位转换器,其中,该第二开关受控于一参考频率,且用以将该已取样及保持过后的直流电压提供给该参考类比数位转换器,而该参考频率为该取样频率的1/M倍,M为正整数。如申请专利范围第19项所述之类比数位转换器,其中该数位背景校准单元包括:一适应性滤波器,耦接该合并单元与该参考类比数位转换器,用以接收该原始数位讯号与该参考数位讯号以及该第一与该第二数位码,并将该原始数位讯号的频率降M倍后以与该参考数位讯号相减,藉此获得一误差函数以搭配该第一与该第二数位码来执行自我训练的机制,从而对该原始数位讯号进行校准后输出该准确数位讯号。如申请专利范围第15项所述之类比数位转换器,其中该类比数位转换器为一循环式类比数位转换器。
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