发明名称 类比数位转换器与转换类比讯号至数位讯号之方法
摘要 本发明系揭露出一种转换类比讯号至数位讯号之方法,包括以下说明之步骤。划分一参考电压范围成复数个参考电压位准。将该类比讯号和该等参考电压位准作比较以产生一第一组转换位元。选取一参考电压次范围,其范围乃由一第一参考电压位准与一第二参考电压位准定义,其中该类比讯号之电压位准高于该第一参考电压位准且低于该第二参考电压位准。划分该参考电压次范围成复数个参考电压次位准。将该类比讯号和该等参考电压次位准作比较以产生出一第二组转换位元。根据该第一组转换位元和该第二组转换位元产生出一表示该类比讯号之数位讯号。
申请公布号 TWI279989 申请公布日期 2007.04.21
申请号 TW094117661 申请日期 2005.05.30
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 薛福隆
分类号 H03M1/12(2006.01) 主分类号 H03M1/12(2006.01)
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路4段279号3楼;颜锦顺 台北市大安区信义路4段279号3楼
主权项 1.一种转换类比讯号至数位讯号之方法,包括以下 步骤: 划分一参考电压范围成复数个参考电压位准; 将每一该参考电压位准与该类比讯号比较高低以 产生一第一组转换位元对应于比较结果; 选取一参考电压次范围,该参考电压次范围乃用一 第一参考电压位准与一第二参考电压位准定义,其 中该类比讯号高于该第一参考电压位准而低于该 第二参考电压位准; 划分该参考电压次范围成复数个参考电压次位准; 将每一该参考电压次位准与该类比讯号比较高低 以产生一第二组转换位元对应于比较结果; 根据该第一组转换位元与该第二组转换位元,产生 一代表该类比讯号之数位讯号,其中该第一组转换 位元拥有X个位元并加上额外的Z个位元,该第二组 转换位元有Y个位元,该数位讯号拥有N位元的解析 度,其中X+Y=N,而X,Y,Z以及N是包含零的整数。 2.如申请专利范围第1项所述之转换类比讯号至数 位讯号之方法,其中该参考电压范围经由该等参考 电压位准划分成2(X+Z)个区段。 3.如申请专利范围第2项所述之转换类比讯号至数 位讯号之方法,其中当伴随该类比讯号存在的杂讯 不被补偿时,Z値为零。 4.如申请专利范围第2项所述之转换类比讯号至数 位讯号之方法,其中当伴随该类比讯号存在的杂讯 被补偿时,Z値等于或大于1。 5.如申请专利范围第4项所述之转换类比讯号至数 位讯号之方法,其中当比较该类比讯号和该等参考 电压位准时,会为了杂讯补偿而预先决定一补偏电 压,用以将该等参考电压位准当中的每一个作补偏 动作。 6.如申请专利范围第5项所述之转换类比讯号至数 位讯号之方法,其中该参考电压次范围包含2Z个区 段以校准被低估的该类比讯号。 7.如申请专利范围第1项所述之转换类比讯号至数 位讯号之方法,其中该参考电压次范围经由该等参 考电压次位准划分成2Y个区段。 8.一种转换类比讯号至数位讯号之方法,包括以下 步骤: 划分一参考电压范围成复数个参考电压位准; 对该等参考电压位准加上一补偏电压以供杂讯补 偿之用; 将该类比讯号与该等已加上该补偏电压之该参考 电压位准作比较,产生出一组指出该类比讯号高于 该参考电压位准的第一组转换位元; 选取一参考电压次范围,该参考电压次范围乃用一 第一参考电压位准与一第二参考电压位准定义,其 中该类比讯号高于加上一补偏电压的该第一参考 电压位准,而低于加上一补偏电压的该第二参考电 压位准; 划分该参考电压次范围成复数个参考电压次位准; 将该类比讯号与该等参考电压次位准作比较,产生 出一组指出该类比讯号高于该参考电压次位准的 第二组转换位元;并且 根据该第一组转换位元与该第二组转换位元,产生 出一代表该类比讯号之数位讯号。 9.如申请专利范围第8项所述之转换类比讯号至数 位讯号之方法,其中该第一组转换位元拥有X个位 元并加上额外的Z个位元,该第二转换位元组拥有Y 个位元,以及该数位讯号拥有N位元的解析度,其中X +Y=N,X,Y,Z以及N是包含零的整数。 10.如申请专利范围第9项所述之转换类比讯号至数 位讯号之方法,其中该参考电压范围经由该等参考 电压位准划分成2(X+Z)个区段。 11.如申请专利范围第10项所述之转换类比讯号至 数位讯号之方法,其中Z等于或大于1。 12.如申请专利范围第11项所述之转换类比讯号至 数位讯号之方法,其中该参考电压次范围包含2Z个 区段,用以校准被低估的该类比讯号。 13.如申请专利范围第9项所述之转换类比讯号至数 位讯号之方法,其中该参考电压次范围经由该等参 考电压次位准划分成2Y个区段。 14.如申请专利范围第8项所述之转换类比讯号至数 位讯号之方法,其中在比较该类比讯号和该等参考 电压位准时,以及比较该类比讯号和该等参考电压 次位准时,该类比讯号皆只被取样一次。 15.如申请专利范围第8项所述之转换类比讯号至数 位讯号之方法,其中该类比讯号和该等参考电压次 位准的比较动作必须落后该类比讯号和该等参考 电压位准的比较动作至少一个时脉周期。 16.一种类比数位转换器,包括: 一第一转换器模组,连结至一类比讯号输入,以及 比较该类比讯号输入与复数个参考电压位准,用以 产生一第一组转换位元,并选取一参考电压次范围 ,该参考电压次范围乃用一第一参考电压位准与一 第二参考电压位准定义,其中该类比讯号输入的电 压位准高于该第一参考电压位准而低于该第二参 考电压位准; 一第二转换器模组,耦合至该类比讯号输入与该第 一转换器模组,以比较该类比讯号输入与由划分该 参考电压次范围得到的复数个参考电压次位准,比 较后产生一第二组转换位元;以及 一多工器,耦合至该第一转换器模组与该第二转换 器模组,根据该第一组转换位元与该第二组转换位 元以产生一代表该类比讯号之数位讯号,其中该第 一组转换位元拥有X个位元并加上额外的Z个位元, 该第二组转换位元拥有Y个位元,以及该数位讯号 拥有N位元的解析度,其中X+Y=N,X,Y,Z以及N是包含零 的整数。 17.如申请专利范围第16项所述之类比数位转换器, 其中当伴随该类比讯号存在的杂讯不被补偿时,Z 値为零。 18.如申请专利范围第16项所述之类比数位转换器, 其中当伴随该类比讯号存在的杂讯被补偿时,Z値 等于或大于1。 19.如申请专利范围第18项所述之类比数位转换器, 其中该等参考电位准当中的每一个都被增加一补 偏电压供杂讯补偿之用。 20.如申请专利范围第16项所述之类比数位转换器, 其中该第二转换器模组包含一参考电阻性阶梯,用 以产生该等参考电压次位准。 21.如申请专利范围第20项所述之类比数位转换器, 其中该第二转换器模组包含复数个比较器,耦合至 该类比讯号输入以及该参考电阻性阶梯,其中该等 比较器当中的每一个都接受该类比讯号输入和该 参考电阻性阶梯所产生之该等参考电压次位准中 之一个。 22.如申请专利范围第21项所述之类比数位转换器, 其中该第二转换器模组包含至少一个解码器与该 等转换器耦合,用以将该等比较器输出之高値或低 値解码成该第二组转换位元。 图式简单说明: 第1图 显示一习知八位元快闪式ADC。 第2图 显示依据本发明之一实施例之一种八位元 二步骤式ADC。 第3图 显示依据本发明之一实施例中,用以说明类 比讯号和许多参考电压位准作比较之示意图。 第4A图、第4B图和第4C图 显示依据本发明之一实施 例中,用以说明第一步骤MSB转换内消除杂讯效应之 示意图。 第5A图和第5B图 显示依据本发明之一实施例中,用 以说明第一步骤MSB转换内之方块图与时序图。 第5C图和第5D图 显示依据本发明之一实施例中,用 以说明第二步骤LSB转换内之方块图与时序图。
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