[发明专利]模拟数字转换装置及其方法有效

申请号：	201410392642.0	申请日：	2014-08-11
公开（公告）号：	CN104518798B	公开（公告）日：	2017-08-15
发明（设计）人：	林嘉亮	申请（专利权）人：	瑞昱半导体股份有限公司
主分类号：	H03M1/12	分类号：	H03M1/12
代理公司：	北京康信知识产权代理有限责任公司11240	代理人：	余刚,吴孟秋
地址：	中国台***	国省代码：	台湾;71
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摘要：
搜索关键词：	模拟数字转换装置及其方法
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【说明书】：

技术领域

本发明是关于一种连续渐进式暂存器(successive-approximation-register；SAR)模拟数字转换器(analog-to-digital converters；ADC)，特别是关于一种模拟数字转换装置及其方法。

背景技术

SAR ADC已广泛地使用在许多应用中。SAR ADC是将模拟输入信号转换成数字输出数据。SAR ADC具有一SAR控制器以及一数字模拟转换器(digital-to-analog converter；DAC)。SAR控制器用于连续逼近，而DAC用于将数字码转换成电压。为了使SAR ADC具有高分辨率的转换，通常需要使用高分辨率的DAC。这样于连续逼近时则需要的更多的步骤来更新数字码，即，需要较长的时间来完成连续逼近，因而限制SAR ADC的转换速度。简言之，现有技术难以达到同时具有高分辨率及高转换速度。

于是，期望能提供一种装置及方法，其能提供具有在分辨率及转换速度之间的可接受的平衡的SAR ADC。

发明内容

本发明的模拟数字转换装置及其方法可允许一连续渐进式暂存器(successive-approximation-register；SAR)模拟数字转换器能具有转换速度及分辨率之间的可接收的平衡。

在一实施例中，一种模拟数字转换装置包括一主模拟数字转换器以及一辅模拟数字转换器。主模拟数字转换器用于将模拟输入信号转换成主数字数据，而辅模拟数字转换器用于将同一模拟输入信号转换成辅数字数据。主模拟数字转换器具有一第一分辨率以及一第一转换速度，而辅模拟数字转换器具有一第二分辨率以及一第二转换速度。其中第二分辨率低于第一分辨率，并且第二转换速度快于第一转换速度。

其中，主模拟数字转换器藉由执行连续渐进程序产生主数字数据。于此，连续渐进程序包括基于辅数字数据的值的快速追踪步骤。

在一实施例中，一种模拟数字转换方法，包括：将模拟输入信号转换成主数字数据、将同一模拟输入信号转换成辅数字数据、以及执行包括基于辅数字数据的值的一快速追踪步骤的一第一程序。于此，主模拟数字转换器具有一第一分辨率以及一第一转换速度，而辅模拟数字转换器具有一第二分辨率以及一第二转换速度。其中第二分辨率低于第一分辨率，并且第二转换速度快于第一转换速度。

在一实施例中，一种模拟数字转换方法包括：接收一模拟输入信号、取样模拟输入信号来产生一第一电压、使用一数字模拟转换器依据一数字码产生一第二电压、依据第一电压与第二电压之间的差的极性连续地更新数字码以造成第二电压逼近第一电压、以及藉由依据一辅数字模拟转换器的输出直接更新数字码来越过数字码的连续地更新步骤。

在一些实施例中，较高分辨率但较低速度的主模拟数字转换器利用较低分辨率但较高速度的辅模拟数字转换器来启动加载连续渐进程序来连续渐进取样的模拟输入信号。

在一些实施例中，模拟数字转换方法可包括连续执行较高分辨率但较低速度的模拟数字转换以及较低分辨率但较高速度的模拟数字转换、以及利用较低分辨率但较高速度的模拟数字转换的结果透过越过具有多个步骤的连续渐进程序中的至少一步骤来加速连续渐进程序。其中，较高分辨率但较低速度的模拟数字转换是基于连续渐进程序。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的连续渐进式暂存器(successive-approximation-register；SAR)模拟数字转换器的示意图。

图2为实现图1中的取样保持电路、数字模拟转换器、加总电路的整合功能的数字模拟转换电路的一实施例的示意图。

图3为在主模拟数字转换器(analog-to-digital converters；ADC)接收辅模拟数字转换器的帮助的范例下，图2中的数字模拟转换电路的范例波形的示意图。

图4为图1的主ADC利用辅ADC的输出时所使用的逻辑表的一实施例的示意图。

图5为图1的主ADC的运作流程图。

附图标记

100 模拟数字转换装置

110 主数字模拟转换器

111 取样保持电路