[发明专利]使用SAR和TDC的二级模数转换器

权利要求书

1.一种用于模数转换的装置，包括：

第一模数转换器，其被配置成接收模拟输入信号并将所述模拟输入信号转换成第一数字信号，所述第一数字信号对应于数字输出信号的最高有效位部分，

其中，所述第一模数转换器包括逐次逼近寄存器，并被配置成产生对应于在所述模拟输入信号和所述第一数字信号之间的值的差异的残差电压；以及

第二模数转换器，其耦合到所述第一模数转换器，并被配置成接收所述残差电压并将所述残差电压转换成第二数字信号，所述第二数字信号对应于所述数字输出信号的最低有效位部分，

其中，所述第二模数转换器包括时间数字转换器，并且其中，所述数字输出信号是所述模拟输入信号的数字表示。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一模数转换器包括电容器的阵列和开关的阵列，其中所述电容器的阵列中的相应电容器的一侧耦合到所述开关的阵列中的相应开关，且其中，所述电容器的阵列中的所述相应电容器的相反侧耦合到公共节点。

3.如权利要求2所述的装置，其中，所述残差电压是基于参考电压的。

4.如权利要求3所述的装置，其中，所述开关的阵列中的所述相应开关被配置成与所述模拟输入信号、所述参考电压或地电压耦合。

5.如权利要求1所述的装置，其中，所述第二模数转换器还包括比较器，所述比较器被配置成比较所述残差电压与阈值电压以产生输出到所述时间数字转换器的控制信号来停止二次转换。

6.如权利要求5所述的装置，其中，所述第二模数转换器还包括耦合到所述比较器的电流源，所述电流源被配置成以接近恒定的速率消耗所述残差电压。

7.如权利要求1到6中的任一项所述的装置，其中，所述第一模数转换器和所述第二模数转换器是模数转换器电路的第一通道的部分，其中，所述模数转换器电路还包括被配置成以时间交错方式与所述第一通道一起工作的第二通道，其中，所述第二通道包括与所述第一模数转换器相同地配置的第三模数转换器和与所述第二模数转换器相同地配置的第四模数转换器。

8.一种用于模数转换的方法，包括：

通过二级模数转换器接收模拟输入信号；

通过所述模数转换器的第一级经由逐次逼近转换过程将所述模拟输入信号第一次转换成对应于数字输出信号的最高有效位部分的第一数字信号；

通过所述模数转换器的所述第一级产生对应于在所述模拟输入信号和所述第一数字信号之间的值的差异的残差电压；以及

通过所述模数转换器的第二级经由时间数字转换过程将所述残差电压第二次转换成对应于所述数字输出信号的最低有效位部分的第二数字信号，其中，所述第二次转换包括通过所述模数转换器的电流源以接近恒定的速率对所述残差电压进行放电；

其中，所述数字输出信号是所述模拟输入信号的数字表示。

9.如权利要求8所述的方法，还包括组合所述第一数字信号和所述第二数字信号以形成所述数字输出信号。

10.一种用于模数转换的方法，包括：

通过二级模数转换器接收模拟输入信号；

通过所述模数转换器的第一级经由逐次逼近转换过程将所述模拟输入信号第一次转换成对应于数字输出信号的最高有效位部分的第一数字信号；

通过所述模数转换器的所述第一级产生对应于在所述模拟输入信号和所述第一数字信号之间的值的差异的残差电压；以及

通过所述模数转换器的第二级经由时间数字转换过程将所述残差电压第二次转换成对应于所述数字输出信号的最低有效位部分的第二数字信号，

其中，所述数字输出信号是所述模拟输入信号的数字表示，并且其中，所述第二数字信号包括用于误差校正的一位或多位。

11.如权利要求8所述的方法，其中，所述二次转换包括在确定所述残差电压已达到阈值电压水平时停止所述放电。

12.如权利要求10所述的方法，其中，所述一次转换包括控制多个开关中的一个或多个以与所述模拟输入信号、参考电压或地电压耦合。