[发明专利]一种逐次逼近型模数转换器

说明书

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种模数转换器，特别是逐次逼近型模数转换器。

背景技术

图1显示了一个传统的逐次逼近型模数转换器，它包括电容数模转换网络101、比较器102以及逐次逼近逻辑电路103。电容数模转换网络101为差分结构，其具有两侧，每一侧包括若干电容。为了简化，图1中的电容数模转换网络101的每一侧仅显示5个电容，例如上侧为C_1n～C_5n。它们从大到小排列，C_jn＝2C_(j+1)n，j＝1，2，3，C_4n＝C_5n；下侧为C_1p～C_5p，C_jp＝2C_(j+1)p，j＝1，2，3，C_4p＝C_5p。每一侧的五个电容的上极板相连，并通过开关S_0n、S_0p连接到共模电压V_cm。各电容的下极板分别连接到各自的单刀三掷开关S_1n～S_5n。下侧类似。在采样阶段，输入模拟信号V_ip、V_in存放在电容的下极板，而上极板短接到V_cm。然后，电容C_1n的上极板从V_cm断开，电容C_1n的下极板由V_in切换到V_ref，而其它电容的下极板由V_in切换到地电平Gnd，电容数模转换网络101输出转换模拟信号V_p、V_n。然后比较器102开始第一次比较。如果V_p比V_n高，逐次逼近逻辑电路103的输出B₁为1，否则为0。如果B₁等于0，那电容C_1pC_1n重新切换到地。然后比较器102开始第二次比较。这个过程一直重复4次(图中步骤1至步骤4)，直到输出B₄。转换模拟信号V_p、V_n的波形如图2所示。

这种传统的逐次逼近型模数转换器虽然简单，但是每次转换不但需要两次开关的切换，而且电容的充放电电流105、106经过一个电容和两个开关的串联，需要较长的建立时间来使输出信号达到稳定，因而限制了模数转换器的最高采样速率。为了克服该技术瓶颈，需要在传统架构的基础上进行改进，设计一个高响应速度的数模转换电路。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明所要解决的技术问题是传统逐次逼近型模数转换器转换速度慢的问题，通过新型的电容数模转换网络来提高逐次逼近型模数转换器的转换速度。

(二)技术方案