[发明专利]对于每个位电容器具有专用参考电容器的SAR DAC

权利要求书

1.一种用于使用信号独立位权重将模拟输入转换为数字输出的逐次逼近寄存器模数转换器SAR ADC，所述SAR ADC包括：

对应于多个位测试的多个电容式数模转换器DAC单元，其中每个电容式DAC单元包括：

对应于特定位权重的一个或多个位电容器，用于直接采样模拟输入并产生电容式DAC单元的输出，其中每个位电容器具有第一板和第二板；以及

片上参考电容器，所述片上参考电容器专用于并且直接连接或交叉连接到对应于特定位权重的一个或多个位电容器，用于从参考电压牵拉电荷，并和一个或多个位电容器共享电荷；

耦合到所述电容式DAC单元的输出的比较器，用于为每个位测试产生确定输出；和

耦合到所述比较器的输出的逐次逼近寄存器SAR逻辑单元，用于基于所述确定输出控制所述电容式DAC单元中的开关，并产生表示所述模拟输入的数字输出，

其中，所述一个或多个位电容器的第一板被差分短路以稳定于共模电压，以在采样阶段之后和转换阶段之前，将在所述一个或多个位电容器中的采样输入信号转换到所述一个或多个位电容器的第二板。

2.如权利要求1所述的SAR ADC，进一步包括：

用于存储误差系数的存储元件，用于校准多个电容式DAC单元的位权重，其中所述误差系数独立于模拟输入和/或数字输出。

3.如权利要求1所述的SAR ADC，其中，所述多个位测试对应于用于解析所述数字输出的最高有效位的位测试。

4.如权利要求1所述的SAR ADC，进一步包括：对应于一个或多个其它位测试的一个或多个进一步的电容式DAC单元，其中所述一个或多个进一步的电容式DAC单元共享如下的一个或多个：单个的储能电容器、来自片上参考缓冲器的参考源和片外参考。

5.如权利要求1所述的SAR ADC，其中，专用于一个或多个位电容器的参考电容器在采样阶段期间充电至参考电压。

6.如权利要求1所述的SAR ADC，其中，一个或多个位电容器在采样期间直接采样所述模拟输入。

7.如权利要求1所述的SAR ADC，其中：

所述一个或多个位电容器包括第一位电容器和第二位电容器；

每个位电容器具有第一板和第二板；

专用的参考电容器的板直接连接或交叉连接到第一位电容器的第一板和第二位电容器的第一板，以在转换阶段期间分配电荷到所述一个或多个位电容器；和

第一位电容器的第二板和第二位电容器的第二板被连接到比较器的输入，用于在特定位测试的转换阶段期间触发确定输出。

8.如权利要求1所述的SAR ADC，其中：

仅电容式DAC单元的子集中的一个或多个位电容器在采样阶段期间直接采样所述模拟输入，而其余的一个或多个电容式DAC单元的一个或多个位电容器在相同的采样阶段期间不采样所述模拟输入。

9.如权利要求1所述的SAR ADC，进一步包括：

辅助模数转换器，用于将模拟输入转换为多个最高有效位，其中最高有效位控制在相同数量的电容式DAC单元中的开关，用于在转化阶段期间以合适取向插入参考电容器。

10.如权利要求9所述的SAR ADC，其中：

在片上参考电容器与位电容器共享电荷之前，所述位电容器的第一板不短路以稳定到共模电压。

11.如权利要求1所述的SAR ADC，进一步包括：

用于提供参考电压的片上参考源。

12.如权利要求1所述的SAR ADC，其中，所述参考电压通过芯片键合线由片外参考源提供。